钛酸锂电池在城市轨道交通的适用性研究
2021-02-24张言茹郑鑫杰
都市快轨交通 2021年6期
吴 健 ,张言茹 ,郑鑫杰
(1. 北京交通大学电气工程学院,北京 100044;2. 国家能源主动配电网技术研发中心,北京 100044)
近年来,智能化与节能化是轨道交通车辆发展的趋势。车载设备的数量呈上升趋势,采用新材料新装备来降低列车总重与列车运行能耗已成为目前研究的热点。在轨道交通中加装车载储能系统或地面储能系统可以充分利用列车再生制动能量并可通过能量管理策略提高运行效率,最终达到节能减排的目的[1]。利用车载储能系统作为主驱动能源,既取消了影响城市景观的架空供电线,还可大幅减少综合建设及运营成本。
目前在车载储能中常用的储能元件有锂离子电池和超级电容两类。超级电容的主要优点有充放电速度快,循环次数高于锂离子电池,效率高、功率密度高,可承受温度范围宽,但其也有着不可忽略的缺点,即能量密度低,不适用于城际列车,且对于目前的超级电容研究进展而言,短时间内增大超级电容的能量密度难度过大。而锂离子电池相对能量密度较高,且近两年能量密度、温度适应性及安全性等性能不断提升,逐渐应用于城市轨道交通储能中。锂离子电池在城市轨道交通的主要应用模式有[2]:①作为第二动力牵引源,配合燃料电池或其他动力源,调整电池出力从而提高供电效率,并且在制动时回收制动能量;②作为列车辅助电源使用;③作为有轨电车车载储能,无需牵引供电网,减少建设成本,提高城市美观;……
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