Trenes alimentados por batería
La transformación ecológica de los trenes
Durante más de un siglo los trenes se han propulsado eléctricamente pero, por fin, podemos realizar desplazamientos de larga distancia con trenes electrificados con baterías. No hablamos solo de los proyectos experimentales… Cada vez más y más compañías están invirtiendo recursos de I+D para electrificar con batería nuestro medio de transporte de masas más importante. Un tren con batería eléctrica no tiene líneas áreas (o de forma muy limitada) para minimizar la inversión en infraestructuras. Además, ofrece un funcionamiento más silencioso para un entorno más cómodo para los viajeros. Como los vehículos eléctricos, necesitamos un nuevo método de pruebas para todos los nuevos componentes electrónicos de los trenes con baterías eléctricas.
EA Elecktro-Automatik, el líder europeo en soluciones de potencia DC ofrece soluciones adecuadas y vanguardistas para la próxima era del sector ferroviario. Las fuentes de alimentación bidireccionales PSB ofrecen la flexibilidad de ensayar convertidores D2D sin usar baterías reales; las fuentes de alimentación DC programables PSI ofrecen una rica generación de formas de onda para cumplir con el estándar EN 50155-2017; la carga DC ELR regenerativa cuenta con la mejor densidad de potencia para el ensayo de la vida útil de baterías de ión-litio y de tecnología de células de combustible.
Productos empleados en la tecnología ferroviaria
Soluciones para aplicaciones
Simulación de batería
Simulación de baterías de ión-litio y de células de combustible
Las células de combustible ofrecen una potencia estable y de alta capacidad para el rango de desplazamiento de larga distancia, con el apoyo de las baterías recargables de ión-litio; esta solución híbrida es el futuro de los trenes con batería eléctrica. La optimización del flujo de energía entre la célula de combustible, la batería de ión-litio y el convertidor DC-DC sería una tarea auténtico desafío para los ingenieros. Para recrear diferentes escenarios de ensayo, un simulador de baterías programable y configurable podría simplificar el tiempo de ensayo y acortar el proceso de comercialización.
Ventajas de EA:
- Modelos de simulación de baterías de litio y de plomo ácido (incluidos los parámetros de usuario SOC y SOH)
- Simulación células de combustible
- Amplio rango de tensión, de 60-2000V
- La más alta densidad de potencia de la industria, 30kW / 4D
- Diseño modular para ampliación de potencia flexible y fácil mantenimiento
- Regenerativo para ensayos de alta potencia
Ajuste típico de ensayo
Simulación de célula de combustible en EA PowerControl
Simulación de batería en EA Battery Simulator
Convertidor DC-DC y carga dinámica
Autoranging con función bidireccional
No solo su móvil necesita cargarse, también necesitamos cargar el tren.
A continuación se incluye un diagrama de distribución de potencia simplificada dentro de un tren. Disponemos de un cargador de batería, convertidor DC-DC, inversor DC-AC y sistemas de circuitos del consumidor (p. ej. iluminación y aire acondicionado) Necesitamos un amplio rango de fuentes de alimentación DC programables para satisfacer los ensayos a la hora de verificar los módulos de potencia locomotores que pueden funcionar bajo temperaturas extremas y condiciones mecánicas.
Ventajas de EA:
- Salida autoranging para ahorrar costes
- Función regenerativa que ahorra costes pruebas de resistencia (reduce el coste eléctrico)
- Generador de funciones integrado para formas de onda definidas por el usuario como EN 50155-2017
Casos prácticos
Ensayos de alto rendimiento con alta dinámica
Ejemplos de la vida real de un rack de pruebas
Un tren con batería eléctrica siempre requiere un entorno de ensayos de alto rendimiento con una capacidad de salida altamente dinámica de fuentes de alimentación DC. En relación con el estándar EN 50155-2017, los convertidores D2D en trenes con batería eléctrica tienen que funcionar bajo una cierta amplitud en estado normal.
Además, se requieren ensayos de fluctuación de tensión similares para los módulos de potencia principales del tren. Las fuentes de alimentación bidireccionales de EA no ofrecen solo un rack de potencia compacto (240kW/42U) si no que además disponen de un generador de funciones flexible para que el usuario transmita diferentes formas de onda para la tensión de prueba.
Forma de onda de la fluctuación de tensión (300V/2,5ms, sin condición de carga)
Una ondulación de 60Hz a offset de 220Vdc (sin condición de carga)
Un ejemplo de un rack de potencia de 180kW:
- Modo fuente: (De la parte superior a la 3ª unidad) 1000V/240A/90kW
- Modo sumidero (de la 4ª a la unidad más baja) 1000V/240A/90kW
- Verificación de carga completa
Modo fuente y sumidero interconectado 450V / 200A / 90k
Un ejemplo de un rack de potencia de 180kW
Resultado