Unité multiple électrique à batterie (BÉMU) Essais de propulsion ferroviaire: Conversion diesel-batterie

Pourquoi les tests d'unités multiples électriques sur batterie s'accélèrent

Les opérateurs ferroviaires ont un rôle spécifique, problème tenace: les embranchements et les routes régionales qui transportent des unités multiples diesel en raison de l'électrification complète (fil aérien ou troisième rail) n’est pas économiquement justifié pour le trafic qu’ils transportent. Unités multiples électriques à batterie (BEMU) deviennent la réponse, et la technologie est passée rapidement du service pilote au service passagers. Au Royaume-Uni, une classe convertie 230 l'unité est entrée en service passagers sur une ligne secondaire de Thames Valley, et lors de tests sur le réseau national, il a établi un record mondial de la plus grande distance parcourue par un train à batterie avec une seule charge. — 320kilomètres, battant un précédent record établi par une unité spécialement construite à Berlin. En Allemagne et en Autriche, le talent d'Alstom 3 le train électrique à batterie est passé des itinéraires pilotes au service régulier de passagers, avec d'importantes commandes de flotte remplaçant progressivement les unités diesel sur les lignes régionales. Pour les opérateurs de bancs d'essais, cela représente une véritable nouvelle catégorie de validation: la propulsion, batterie, et le système de recharge doivent être testés en tant que package intégré spécifique au rail, non adapté des protocoles de test des véhicules électriques automobiles. Opérateurs convertissant des flottes d’unités multiples diesel existantes, comme GWR l'a fait avec sa classe 230 conversion, ajouter une ride supplémentaire: le package traction et batterie doit être validé dans le cadre des contraintes mécaniques et électriques d’une plateforme de matériel roulant qui n’a pas été initialement conçue autour de celle-ci.

Ce qui différencie les tests BEMU des tests de traction automobile sur véhicules électriques ou sur rails conventionnels

• Opportunité et recharge rapide en fin de ligne: contrairement aux véhicules électriques chargés pendant la nuit, Les BEMU se rechargent souvent par courtes rafales aux arrêts de fin de ligne ou via des sections de câbles aériens, le cas échéant., le système de charge doit donc être validé pour une utilisation rapide, cycles de charge partielle répétés, pas un seul cycle de charge-décharge profonde.
• Fonctionnement bimode: de nombreux BEMU fonctionnent sur batterie sur des sections non électrifiées et tirent à partir de câbles aériens (tout en rechargeant) sur les tronçons électrifiés, exigeant une transition transparente et validée entre les sources d'énergie sans interruption de la traction.
• Cycle de service spécifique au rail: les cycles de service à unités multiples impliquent des schémas d'arrêt-démarrage fréquents avec récupération du freinage par récupération à chaque station, très différent du profil de vitesse soutenue, les batteries des véhicules électriques automobiles sont généralement validées par rapport à.
• Longue durée de vie des actifs: le matériel roulant devrait fonctionner 20-30+ années, la dégradation de la batterie et la durabilité du système de traction doivent donc être validées par rapport à une durée de vie beaucoup plus longue que celle des composants des véhicules électriques..

Éléments de test de base

1. Cartographie des performances des moteurs de traction et des onduleurs

Cartographie complète de l'efficacité couple-vitesse du moteur de traction et de l'onduleur selon le cycle de service arrêt-démarrage caractéristique de l'unité multiple.

Indicateurs clés: efficacité sur toute la grille couple-vitesse, pertes de commutation de l'onduleur, performances thermiques lors d'événements d'accélération répétés.

2. Cycle de charge/décharge de la batterie

Valide les performances de la batterie sous le rapide, modèle de charge partielle répété, caractéristique de la recharge en fin de ligne et en caténaire, plutôt qu'un seul cycle complet.

Indicateurs clés: rétention de capacité dans les modèles de cycle partiel, taux d'acceptation des frais, comportement thermique lors d'une charge partielle rapide.

3. Transition de source d'alimentation bimode

Teste la commutation transparente entre l'alimentation par batterie et l'alimentation par câble aérien, sans interruption de la traction ni secousse perceptible par les passagers..

Indicateurs clés: temps de transition, continuité du couple pendant la commutation, tout transitoire de tension sur le bus de traction.

4. Récupération d'énergie de freinage par récupération

Mesure l'énergie récupérée lors des freinages fréquents inhérents aux modèles d'arrêt en station à plusieurs unités et valide la récupération dans la batterie..

Indicateurs clés: énergie récupérée par arrêt, efficacité de récupération, taux d'acceptation de la batterie lors des événements de régénération.

5. Validation de l'autonomie et du cycle de service

Exécute des cycles de service d'itinéraire représentatifs (profil de qualité, arrêter l'espacement, temps de séjour) pour valider les revendications de portée pour des applications spécifiques sur des embranchements.

Indicateurs clés: autonomie par charge sur un profil d'itinéraire représentatif, consommation d'énergie par km, marge par rapport aux exigences d'itinéraire.

6. Dégradation et durabilité à long terme

Cycle prolongé pour projeter la dégradation de la batterie et du système de traction par rapport à la durée de vie de plusieurs décennies attendue du matériel roulant.

Indicateurs clés: taux d'évanouissement de capacité par cycle, capacité de fin de vie projetée pour les années de service cibles, Tendance de la durée de vie des roulements/isolation du moteur de traction.

Ce que cela signifie pour la sélection des bancs d'essai

La validation BEMU nécessite un banc d'essai capable de reproduire un cycle de service arrêt-démarrage spécifique au rail (pas un cycle de conduite automobile), combiné avec un émulateur de batterie ou une véritable capacité de test de batterie configurée pour des modèles de charge partielle rapides plutôt que des cycles profonds, et une interface électrique à double source pour valider la transition batterie/fil aérien. Compte tenu de la rapidité avec laquelle les programmes BEMU passent des commandes pilotes aux commandes de flotte, les fournisseurs qui renforcent leurs capacités de test ont désormais une réelle opportunité de devancer une courbe de demande qui ne fera que s'accentuer à mesure que de plus en plus d'opérateurs cherchent à retirer les unités multiples diesel vieillissantes sur les embranchements non électrifiés.. Si vous spécifiez une capacité de test pour la traction ferroviaire électrique sur batterie et les systèmes de batterie, parlez à notre équipe d’ingénieurs à propos des configurations de test de rapport cyclique et de source d'alimentation bimode.