Batterieelektrische Züge
Züge werden grün
Fast ein ganzes Jahrhundert lang wurden Züge mit elektrischem Antrieb betrieben, jetzt können wir endlich Langstreckenreisen mit batterie-elektrifizierten Zügen realisieren. Nicht nur die Demonstrationsprojekte, auch immer mehr Unternehmen setzen F&E-Ressourcen ein, um unseren wichtigsten Massentransport batterie-elektrisch zu betreiben. Batterieelektrische Züge benötigen keine oder nur begrenzte Mengen an Oberleitungen zur Minimierung der Infrastrukturinvestitionen. Außerdem bieten sie einen viel ruhigeren Betrieb für eine komfortablere Umgebung für die Reisenden. Wie bei Elektrofahrzeugen brauchen wir auch für den neuen batterieelektrischen Zug ein neues Testschema für alle neuen Leistungselektronikkomponenten.
EA Elektro-Automatik, der führende Anbieter von Gleichstromversorgungslösungen in Europa, bietet eine hochmoderne Lösung für die kommende neue Ära im Schienenverkehr. Die bidirektionale PSB-Stromversorgung bietet die Flexibilität, D2D-Wandler ohne die Verwendung einer realen Batterie zu testen. Die programmierbare Gleichstromversorgung PSI ist für reichhaltige Wellenformerzeugung geeignet, um die Norm EN 50155-2017 zu erfüllen. Die regenerative Gleichstromlast ELR bietet die beste Leistungsdichte für Batterielebensdauerprüfungen, sowohl für die Li-Ionen- als auch für die Brennstoffzellentechnologie.
Produkte die in der Bahntechnik verwendet werden
Anwendungslösungen
Batterie-Simulation
Simulation von Li-Ionen- und Brennstoffzellenbatterien
Die Brennstoffzelle bietet eine stabile und kapazitätsstarke Leistung für Langstreckenfahrten. Mit der Unterstützung der wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterie realisiert diese Hybridlösung die Zukunft batterieelektrischer Züge. Die Optimierung des Energieflusses zwischen Brennstoffzelle, Li-Ion und DC-DC-Wandler wäre eine anspruchsvolle Aufgabe für die Ingenieure. Um verschiedene Testszenarien durchzuführen, könnte ein programmierbarer und konfigurierbarer Batteriesimulator die Testzeit vereinfachen und die Markteinführungszeit verkürzen.
EA-Vorteile:
- Simulationsmodelle für Li-Batterien und Blei-Säure-Batterien (einschließlich SOC- und SOH-Benutzerparameter)
- Brennstoffzellen-Simulation
- Großer Spannungsbereich, von 60-2000V
- Höchste Leistungsdichte in der Industrie, 30kW / 4U
- Modularer Aufbau für flexible Leistungserweiterung und einfache Wartung
- Regenerativ für Hochleistungstests
Typischer Testaufbau
Brennstoffzellensimulation mit der EA Power Control
Batteriesimulator in EA Batteriesimulator
DC-DC-Wandler und dynamisches Laden
Automatische Anordnung mit bidirektionaler Funktion
Unten sehen Sie ein vereinfachtes Diagramm der Stromverteilung innerhalb eines Zuges. Wir haben Batterieladegerät, DC-DC-Wandler, DC-AC-Wechselrichter und Verbraucherschaltkreise (z.B. Beleuchtung und Klimaanlage) skizziert. Um den Test zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Lokomotivleistungsmodule unter extremen Temperatur- und mechanischen Bedingungen zu erfüllen, benötigen wir eine breite Palette von DC-Programmierstromversorgungen.
EA-Vorteile:
- Automatisches Ändern der Ausgabe zur Einsparung von Stückkosten (Autoranging)
- Regenerative Funktion spart Kosten beim Dauertest (Reduzierung der Stromkosten)
- Eingebauter Funktionsgenerator für benutzerdefinierte Wellenform wie EN 50155-2017
Fallstudien
Hochleistungstests mit hoher Dynamik – Reales Beispiel
eines Prüf-Racks
Ein batterieelektrischer Zug erfordert immer eine Hochleistungsprüfumgebung mit einer hochdynamischen Ausgangskapazität von Gleichstromversorgungen. Im Hinblick auf die Norm EN 50155-2017 müssen D2D-Wandler in batterieelektrischen Zügen im Normalzustand unter einer bestimmten Amplitude arbeiten.
Darüber hinaus sind ähnliche Prüfungen zur Spannungsschwankung auch für die wichtigsten Leistungsmodule im Zug erforderlich. Bidirektionale Stromversorgungen von EA bieten nicht nur ein kompaktes Leistungs-Rack (240kW/42U), sondern auch einen flexiblen Funktionsgenerator für den Anwender, um verschiedene Wellenformen der Testspannung zu übertragen.
Wellenform der Spannungsschwankung (300V/2,5ms, kein Lastzustand)
Eine Welligkeit von 60Hz bei 220Vdc Offset (kein Lastzustand)
Ein Beispiel für ein 180kW Power Rack:
- Quell-Modus: (von oben nach der 3. Einheit)
1000V/240A/90kW - Sink-Modus (von der 4. bis zur untersten Einheit)
1000V/240A/90kW - Volllast-Verifizierung
Quelle und Senke miteinander verbunden
450V / 200A / 90k
Ein Beispiel für ein 180kW Power Rack
Ergebnis
