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Des trains alimentés par batteries

Les trains vont passer au vert

Depuis un siècle, la plupart des trains sont alimentés par propulsion électrique, dorénavant nous pouvons enfin réaliser des voyages longues distances avec des trains électrifiés par batteries. Il ne s’agit pas seulement de projets en démonstration, de plus en plus d’entreprises mettent leurs ressources R&D au service de l’électrification par batteries de nos transports de masse les plus importants. Les trains électriques sur batteriesn’ont pas ou alors de manière limitée de lignes aériennes afin de minimiser les investissements sur l’infrastructure, par ailleurs, ils fournissent un fonctionnement plus silencieux pour un environnement plus confortable des voyageurs. Comme les véhicules électriques, nous avons besoin d’un nouveau schéma de test dédié à tous les nouveaux composants électroniques d’alimentation présents sur les trains électriques fonctionnant sur batteries.

EA Elecktro-Automatik, le leader européen en solutions d’alimentation DC, propose la bonne solution de pointe pour la nouvelle génération de locomotives à venir. L’alimentation bidirectionnelle PSB propose la flexibilité pour tester les convertisseurs D2D sans utiliser de batterie réelle; L’alimentation DC programmable PSI fournit une génération de formes d’ondes afin de répondre à la norme EN 50155-2017; La charge DC régénérative ELR propose la meilleure densité de puissance pour le test d’autonomie des batteries à la fois pour la technologie Li-ion et piles à combustible.

Produits utilisés dans la technologie ferrovière

Solutions pour les applications

Simulation de batteries

Simulation de batteries Li-ion et piles à combustible

La pile à combustible propose une puissance stable et de haute capacité pour les voyages à longues distances, avec la prise en charge de batteries rechargeables Li-ion, cette solution hybride représente l’avenir des trains électriques alimentés par batteries. L’optimisation du flux d’énergie entre la pile à combustible, le Li-ion et le convertisseur DC-DC sera une tâche compliquée pour les ingénieurs. Afin de mener différents scénarios de cas d’utilisation, un simulateur de batteries programmable et configurable raccourcira la durée du test et le délai de mise sur le marché.

Les avantages EA :
  • Modèles à simulation de batteries Lithium & Plomb / acide (incluant les paramètres utilisateur SOC et SOH)
  • Simulation de pile à combustible
  • Large gamme de tension, de 60-2000V
  • La densité de puissance la plus élevée de l’industrie, 30kW / 4U
  • Conception modulaire pour une évolution flexible de l’énergie et la facilité de maintenance
  • Régénératives pour les tests de puissances élevées

Configuration de test typique

Simulation de pile à combustible dans EA PowerControl

Simulation de batteire dans EA Battery Simulator

Convertisseur DC-DC et charge dynamique

Changement de gamme automatique avec la fonctionnalité bidirectionnelle

Votre téléphone mobile n’est pas le seul à avoir besoin d’être rechargé, nous avons également besoin de recharger les trains.

Ci-dessous, un diagramme simplifié de la distribution électrique au sein d’un train. Nous avons un chargeur de batteries, un convertisseur DC-DC, un inverseur DC-AC et des circuits de consommation (par exemple l’éclairage et l’air conditionné). Nous avons besoin d’une large gamme d’alimentations DC programmbles pour réaliser le test vérifiant que les modules d’alimentation de la locomotive peuvent fonctionner dans des conditions de température et mécaniques extrêmes.

Les avantages EA :
  • Sortie à changement de gamme automatique pour réduire le coût de l’unité
  • La fonctionnalité régénérative permet des économies sur le test d’endurance (réduit le coût électrique)
  • Générateur de fonctions intégré pour que l’utilisateur définisse la forme d’onde conformément à la norme EN 50155-2017

Cas d’étude

Des tests haute performance avec des dynamiques élevées

Exemple réel d’un tiroir de test

Un train électrique alimenté par batteries nécessite toujours un environnement de test de haute performance avec une capacité de sortie à dynamique élevée pour l’alimentation DC. Selon la norme EN 50155-2017, les convertisseurs D2D des trains électriques alimentés par batteries doivent fonctionner sur une certaine amplitude à l’état normal.

De plus, les tests de fluctuations de tension similaires nécessitent également des modules d’alimentation dans le train. Les alimentations bidirectionnelles de EA ne proposent pas seulement des tiroirs d’alimentation compacts (240kW/42U), mais aussi un générateur de fonctions flexible pour que l’utilisateur transmette diverses formes d’ondes de la tension de test.

Forme d’onde de la fluctuation en tension (300V/2,5ms, aucune condition de charge)

Une ondulation de 60Hz à un décalage de 220Vdc (aucune condition de charge)

Exemple avec un tiroir d’alimentation 180kW :
  • Mode source : (à partir du haut jusqu’à la 3ème unité) 1000V/240A/90kW
  • Mode charge (à partir de la 4ème jusqu’à l’unité la plus basse) 1000V/240A/90kW
  • Vérification complète de la charge
  • Source et charge interconnectées 450V / 200A / 90k

Exemple d’un tiroir d’alimentation 180kW

Résultat