Comboios eléctricos a bateria
Os comboios ficam verdes
Durante quase um século inteiro, os comboios foram movidos a eletricidade e agora podemos finalmente realizar viagens de longa distância com comboios electrificados a bateria. Não só os projectos de demonstração, mas também cada vez mais empresas estão a investir recursos de I&D para tornar a bateria eléctrica o nosso mais importante meio de transporte de massas. Os comboios eléctricos a bateria não necessitam de linhas aéreas ou necessitam de um número limitado de linhas aéreas para minimizar o investimento em infra-estruturas. Também oferecem um funcionamento muito mais silencioso para um ambiente mais confortável para os viajantes. Tal como acontece com os veículos eléctricos, precisamos de um novo esquema de ensaio para todos os novos componentes da eletrónica de potência para o novo comboio elétrico a bateria.
A EA Elektro-Automatik, líder no fornecimento de soluções de alimentação de corrente contínua na Europa, oferece uma solução de última geração para a nova era do transporte ferroviário. A fonte de alimentação PSB bidirecional oferece a flexibilidade para testar conversores D2D sem a utilização de uma bateria real. A fonte de alimentação CC programável PSI é adequada para a geração de formas de onda ricas, em conformidade com a norma EN 50155-2017. A carga CC regenerativa ELR fornece a melhor densidade de potência para o teste de vida da bateria, tanto para a tecnologia de iões de lítio como para a tecnologia de células de combustível.
Produtos utilizados na tecnologia ferroviária
Link to: PSB Fontes de Alimentação Bidireccionais DC
Fontes de alimentação CC bidirecionais de laboratório
Link to: Fontes de alimentação DC programáveis PS/PSI
Fontes de alimentação de laboratório eletrônicas DC programáveis
Link to: Cargas electrónicas DC programáveis EL/ELR
Cargas eletrônicas DC programáveis
(Convencional e regenerativo)
Soluções de aplicação
Simulação de bateria
Simulação de baterias de iões de lítio e de células de combustível
A pilha de combustível fornece energia estável e de alta capacidade para viagens de longa distância. Com o apoio da bateria recarregável de iões de lítio, esta solução híbrida concretiza o futuro dos comboios eléctricos a bateria. A otimização do fluxo de energia entre a célula de combustível, o ião de lítio e o conversor CC-CC seria uma tarefa difícil para os engenheiros. Para realizar diferentes cenários de teste, um simulador de bateria programável e configurável poderia simplificar o tempo de teste e reduzir o tempo de colocação no mercado.
Vantagens da EA:
- Modelos de simulação para baterias de Li e baterias de chumbo-ácido (incluindo parâmetros de utilizador SOC e SOH)
- Simulação de células de combustível
- Ampla gama de tensão, de 60-2000V
- A densidade de potência mais elevada do sector, 30 kW / 4U
- Conceção modular para uma expansão flexível do desempenho e uma manutenção fácil
- Regenerativo para ensaios de elevado desempenho
Configuração típica de teste
Simulação de células de combustível com EA Power Control
Simulador de bateria no EA Simulador de bateria
Conversor DC-DC e carregamento dinâmico
Disposição automática com função bidirecional
Segue-se um diagrama simplificado da distribuição da corrente num comboio. Desenhámos o carregador de bateria, o conversor CC-CC, o inversor CC-CA e os circuitos de consumo (por exemplo, iluminação e ar condicionado). Para cumprir o teste de verificação da funcionalidade dos módulos de potência das locomotivas em condições mecânicas e de temperatura extremas, necessitamos de uma vasta gama de fontes de alimentação de programação CC.
Vantagens da EA:
- Alterar automaticamente a saída para poupar custos unitários (autoranging)
- A função regenerativa permite poupar custos durante os ensaios contínuos (redução dos custos de eletricidade)
- Gerador de funções incorporado para formas de onda definidas pelo utilizador, de acordo com a norma EN 50155-2017
Estudos de casos
Ensaios de alto desempenho com elevada dinâmica
Exemplo real de um suporte de ensaio
Um comboio elétrico a bateria requer sempre um ambiente de ensaio de elevado desempenho com uma capacidade de saída altamente dinâmica das fontes de alimentação CC. No que diz respeito à norma EN 50155-2017, os conversores D2D nos comboios eléctricos a bateria devem funcionar com uma determinada amplitude em estado normal.
Além disso, são também necessários ensaios semelhantes de flutuação de tensão para os principais módulos de potência do comboio. As fontes de alimentação bidireccionais da EA não só oferecem um bastidor de potência compacto (240kW/42U), como também um gerador de funções flexível para o utilizador transmitir diferentes formas de onda da tensão de teste.
Forma de onda da flutuação de tensão (300V/2,5ms, condição sem carga)
Uma ondulação de 60Hz a 220Vdc (condição sem carga).
Um exemplo de um Power Rack de 180kW:
- Modo de origem: (a partir do topo, após a 3ª unidade)
1000V/240A/90kW - Modo de afundamento (da 4ª unidade para a mais baixa)
1000V/240A/90kW - Verificação a plena carga
Fonte e sumidouro ligados
450V / 200A / 90k
Um exemplo de um Power Rack de 180kW
Resultado