彭 敏

湖南铁道职业技术学院,湖南 株洲 412001

0 引言

在轨道交通领域,传统车型主要动力来源为接触网供电或通过内燃机发电进行供电,存在能源转型的需求[1]。目前,已经有一部分列车用纯动力电池作为动力源,如株洲电力机车研究所有限公司生产的虚拟轨道列车(ART),在首末站进行快速充电,在运行过程中通过再生制动回收部分能量,续航里程可达到40 km;也有部分车辆采用超级电容作为动力源。又如淮安现代有轨电车利用停站的间隙,在站台30 s内完成充电,续航里程可以达到4 km,以支撑其到达下一个站点。但是,无论是纯动力电池还是超级电容车辆,其单次充电的续航里程都还是偏低,仅适合于短线路里程或短站间距的线路应用场景[2]。

为进一步提高新能源列车的续航里程,拓宽新能源列车的应用场景,本文提出采用氢燃料电池与动力电池混动供电的方案。氢燃料具有无污染、高效率的特点,是真正意义上的绿色动力来源,部分主机厂已经开始探索将氢燃料电池应用于轨道交通车辆[3]。但是,氢燃料电池动态响应较为迟缓,无法直接满足负载端剧烈变化的功率需求。为了避免加速时动力不足的问题,需要采用动力电池进行混合供电。动力电池能够满足负载瞬时变化的需求,还能够有效地回收有轨电车制动过程中产生的制动能量。

氢燃料电池和动力电池的混合动力系统能够满足轨道交通车辆的运行供电需求,更好地响应绿色低碳交通装备的新目标。……