李忠 李端凯 许东阳

（1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东省青岛市 266000 2.株洲中车时代电气股份有限公司 湖南省株洲市 412001）

目前，在轨道交通领域，动力电池主要有两种应用场景，一是作为主动力源单独或者配合其他新能源设备组成混合动力系统为列车提供牵引动力；二是作为辅助动力源为列车提供应急牵引。但面向更复杂工况、更高性能、更安全可靠的列车需求，既有储能系统电压平台较低、轻量化程度略显不足，需要进一步提升其功率密度、能量密度、散热能力，不断加强安全设计。同时，为适应既有成熟轨道交通车辆供电体系，动力电池额定输出电压需达到DC 1000V以上，才能满足牵引系统高效率工作需求。而热管理系统是动力电池提升电压平台、功率密度及能量密度的重要保障，保证在大倍率充放电过程中动力电池的应用安全。

氢燃料电池+动力电池组成的混合动力系统，动力电池需频繁大功率充放电，因此，需要着重考虑以下方面：

（1）根据复杂的运行工况确定动力电池系统的平均功率或者发热功率；

（2）进行热平衡分析；

（3）匹配发热功率的制冷系统，并验证系统的温升。

解决大功率动力电池的散热问题是混合动力系统的稳定运行的前提条件，对动力电池热平衡及热管理系统的分析与研究对轨道交通车辆的储能系统有重要意义。

1 混合动力系统介绍

氢燃料电池+动力电池混合动力系统电气拓扑图如图1 所示，混合动力系统由氢燃料电池和动力电池、DC/DC 构成，相互配合为列车供电。……