Г И Б Р И Д Н Ы Й П Р И В О Д
Режимы зарядки аккумуляторной батареи транспортного средства с гибридным
тяговым приводом
Зона
Режим
А
В зоне нормальной зарядки/разрядки энергия рекуперации сохраняется
при движении до достижения скорости, при которой питание отключается
и при выбеге происходит зарядка батареи до уровня, близкого к зоне В
В
Уровень заряда при рекуперативном торможении может превышать 60%
предельного, в связи с чем подзарядка в режиме выбега не происходит (ди-
зель работает в режиме холостого хода или останавливается; к входу в эту
зону может привести применение рекуперативного торможения на уклоне)
С
При недостаточном уровне заряда батареи дизель работает с максимальной
мощностью для обеспечения зарядки с возвращением в зону А
D
Дизель принудительно останавливается для снижения уровня шума
излишек вырабатываемой электро-
энергии, он используется для под-
зарядки батареи. На рис. 9 показано
направление потоков энергии в гиб-
ридном тяговом приводе с дизель-
ным двигателем от трогания с места
до остановки.
Гибридный подвижной со-
став с топливными элементами.
Выходная мощность каждой из двух
батарей топливных элементов равна
65 кВт, суммарная —
130 кВт. Мак-
симальная потребляемая электри-
ческая мощность эксперименталь-
ного рельсового автобуса составляет
414 кВт, т.е. имеющейся мощности
топливных элементов недостаточно.
Поэтому в отличие от системы гиб-
ридного энергопитания с дизель-
ным двигателем система с топлив-
ными элементами при разгоне тре-
бует значительно большей дополни-
тельной мощности аккумуляторной
батареи. В то же время топливные
элементы совершенно бесшумны
при работе, при их использовании
отсутствует проблема прекращения
выработки электроэнергии во время
остановок и повторного запуска при
трогании с места, как при использо-
вании дизеля. Однако поскольку
мощность, каждый раз потребляе-
мая от аккумуляторной батареи за
время от трогания с места до оста-
новки, существенно превышает ана-
логичный показатель при приме-
нении дизеля, аккумуляторная ба-
тарея постоянно подзаряжается от
топливных элементов, в том числе
при движении на выбеге и останов-
ках. Более того, в режиме рекупера-
тивного торможения подзарядка ак-
кумулятора от топливных элемен-
тов продолжается. На рис. 10 пока-
зано направление потоков энергии в
тяговом приводе с аккумуляторной
батареей и топливными элемента-
ми от трогания с места до остановки.
Управление потоками энергии
Для гибридного тягового при-
вода (как с дизельным двигателем,
так и с топливными элементами)
достаточно сложную задачу пред-
ставляет эффективное использо-
вание энергии, вырабатываемой в
режиме рекуперативного торможе-
ния. Учитывая продолжительность
жизненного цикла аккумулятор-
ных батарей, необходимо поддер-
живать уровень их заряда в диапа-
зоне 20-60%. Поэтому управление
зарядкой осуществляется таким об-
разом, чтобы указанный показатель
был максимальным при трогании с
места. Подзарядка аккумулятора до
определенного уровня напряжения
происходит при выбеге и в режиме
рекуперативного торможения, что-
бы к моменту следующей остановки
уровень заряда вновь достиг макси-
мального значения. Этот принцип
(рис. 11) реализован в обоих вари-
антах гибридного тягового приво-
да. Из четырех представленных на
графике зон, соответствующих раз-
личным режимам движения, систе-
ма управления обеспечивает при-
ближение состояния заряда ак-
кумуляторной батареи к зоне А,
соответствующей нормальному тя-
говому режиму. Если эксплуатаци-
онные условия приводят к сниже-
нию уровня заряда до уровня дру-
гих зон, система управления стре-
мится вернуть показатель в зону А
(таблица).
Поскольку запас энергии, накап-
ливаемой при рекуперативном тор-
можении, зависит от скорости нача-
ла торможения, уровень заряда при
движении в режиме выбега регули-
руется в соответствии со скоростью
движения и состоянием аккумуля-
торной батареи.
Н. Nomoto. Japanese Railway Engineering,
2010, № 167, p. 1-4;
материалы компа-
нии JR East
(www.jreast.co/jp/e).
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 1
31
предыдущая страница 30 Железные дороги мира 2011 01 читать онлайн следующая страница 32 Железные дороги мира 2011 01 читать онлайн Домой Выключить/включить текст