胡婧娴 宋文吉 林仕立 冯自平

（1.中国科学院广州能源研究所，510640，广州；2.中国科学院大学，100049，北京∥第一作者，硕士研究生）

城市轨道交通车辆无论采用旋转电机或直线电机，其制动模式大多采用电气制动（再生制动／电阻制动）＋空气制动（盘形制动／轮对踏面制动）互补的形式［1］。再生制动时，牵引电动机处于发电机工况，再生电能通过VVVF逆变器反馈至直流牵引网。牵引网获得的再生电能除小部分被车辆电气设备利用外，其余被供电网上其他车辆或电气设备吸收利用。

轨道交通供电系统整流设备具有不可逆性，当线路上没有足够的负载吸收再生电能时，过剩的再生电能会抬升供电网电压，当其超过安全电压后，会引起再生制动失效。对这部分再生电能，国内大部分轨道交通系统使用车载设置的电阻器以热耗散形式消耗，以保证牵引网安全供电。由于制动电阻体积大，且其热耗散会引起隧道温升，采用该方法需要专门的电阻器设置场所及通风散热设备，增加运行费用的同时造成了能量的浪费，降低了能量利用率。根据经验，列车再生制动产生的反馈能量一般为牵引能量的30%甚至更多［2］，仅有30%～50%的制动能量能够得到利用［3］。如何高效回收利用车辆再生电能成为城市轨道交通研究的新焦点。

目前，可用于城市轨道交通的储能形式主要有锂离子电池储能、超级电容储能和飞轮储能。其中，锂离子电池作为近年来发展较快的储能元件，其容量等级和功率等级均可以满足轨道交通再生制动能量吸收释放的要求。……