ГИБРИДНЫЙ
ПРИВОД
Энергоэффективность
гибридного тягового
привода
В последнее время повысился интерес к топливным элементам
как к экологически чистому и высокоэффективному источнику
энергии. В Японии разработан подвижной состав нового типа
с использованием топливных
элементов в тяговом
приводе,
предназначенный для замены обычных рельсовых автобусов
или
дизель-поездов
на
неэлектрифицированных
участках
железнодорожных линий.
На опытных вагонах применен гиб-
ридный
(комбинированный)
тяговый
привод,
в
котором топ-
ливные элементы сочетаются с аккумуляторными батареями.
Испытания инновационного тягового привода прошли успешно.
Разработка концепции
Топливные элементы,
которые
вырабатывают электроэнергию
и
чистую воду из водорода
и
кисло-
рода, содержащихся в воздухе, при-
влекли
внимание. Научно-иссле-
довательского института железно-
дорожной техники Японии (ИТН1)
в качестве экологически чистого и
высокоэффективного
источника
энергии для тягового привода
мо-
торвагонного подвижного состава. В
результате исследований и разрабо-
ток был создан блок топливных эле-
ментов мощностью более
100 кВт,
чего,
в
принципе, достаточно для
движения одиночного вагона. Про-
ведены
ходовые испытания опыт-
ного моторного вагона серии 1*291
(в ходе этих
испытаний достигну-
та максимальная скорость 42км/ч),
показавшие, что этот блок устойчи-
во работает и при переменных на-
грузках. В то же время обнаружен
целый
ряд ограничений для
прак-
тического применения системы, за-
ключающихся в недостаточной вы-
ходной мощности для достижения
уровня ускорений обычных мотор-
ных вагонов, а также в невозможно-
сти использования энергии электро-
динамического торможения.
В ходе исследований были раз-
работаны также ионно-литиевая ак-
кумуляторная батарея, гибридный
Рис. 1. Опытная двухвагонная секция
с гибридным тяговым приводом
тяговый привод в составе двух ис-
точников
энергии
— топливных
элементов и аккумуляторной бата-
реи — и преобразователи постоян-
но-постоянного тока для обоих ис-
точников энергии. Все это устано-
вили на опытный моторный вагон.
В дальнейшем в целях улучшения
характеристик ускорения и исполь-
зования энергии торможения была
переоборудована
секция
из
двух
вагонов (рис.
1), оснащенных гиб-
ридным тяговым приводом, и испы-
тания продолжались с этой секцией.
В табл.
1
приведены основные
характеристики тягового привода
секции.
В табл. 2 отражены некоторые
особенности первого опытного мо-
торного вагона с питанием только
от топливных элементов и двухва-
гонной опытной секции с гибрид-
ным тяговым приводом.
Мощностные
характеристики
опытной секции несколько лучше,
чем двухвагонного дизель-поезда
типа К1Ьа-40, а именно для замены
таких поездов и предназначен пер-
спективный подвижной состав.
Выбор схемы
На
рис. 2
показаны разные ва-
рианты
схем
гибридного
тягово-
го привода с топливными элемен-
тами и аккумуляторной батареей, в
табл. 3 приведено их сравнение.
Таблица 1
Основные технические характеристики тягового привода опытной секции
Параметр
Состав, значение
Питание тягового привода
Блок топливных элементов + аккумуляторная
батарея: постоянный ток 1500 В
Блок топливных элементов
Типа РЕБС с полимерными электродами: 120 кВт
Преобразователь
Однонаправленный ступенчатый постоянно-по-
стоянного тока; 800-1500 В: 700 кВт
Аккумуляторная батарея
Ионно-литиевые элементы: 36 кВт ч: 360 кВт
Преобразователь
Интерактивный постоянно-постоянного тока:
600-1500 В: 360 кВт
Тяговые двигатели
Асинхронные. 2 х 95 кВт
Резервуар с водородом
Типа III: 720л; 35 МПа
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, №5
39
предыдущая страница 40 Железные дороги мира 2011 05 читать онлайн следующая страница 42 Железные дороги мира 2011 05 читать онлайн Домой Выключить/включить текст