Pin-Điện nhiều đơn vị (BEMU) Thử nghiệm lực đẩy đường sắt: Chuyển đổi diesel sang pin

Tại sao thử nghiệm nhiều đơn vị pin-điện đang tăng tốc

Các nhà khai thác đường sắt có một nhiệm vụ cụ thể, vấn đề bướng bỉnh: các tuyến nhánh và các tuyến khu vực vận chuyển nhiều động cơ diesel vì điện khí hóa hoàn toàn (dây trên cao hoặc đường ray thứ ba) không hợp lý về mặt kinh tế đối với lưu lượng truy cập mà họ mang theo. Pin-Điện nhiều đơn vị (BEMU) đang trở thành câu trả lời, và công nghệ đã chuyển từ phi công sang phục vụ hành khách một cách nhanh chóng. Ở Anh, một lớp được chuyển đổi 230 đơn vị đã đưa vào phục vụ hành khách trên tuyến nhánh Thames Valley, và trong cuộc thử nghiệm trên mạng lưới quốc gia, nó đã lập kỷ lục thế giới về quãng đường xa nhất mà tàu chạy pin di chuyển trong một lần sạc — 320km, đánh bại kỷ lục trước đó được thiết lập bởi một đơn vị được xây dựng có mục đích ở Berlin. Ở Đức và Áo, tài năng Alstom 3 tàu chạy bằng pin đã vượt ra ngoài các tuyến thí điểm để chuyển sang phục vụ hành khách thông thường với các đơn đặt hàng đội tàu lớn đang thay thế dần các đơn vị diesel trên các tuyến khu vực. Dành cho người vận hành băng ghế thử nghiệm, điều này đại diện cho một danh mục xác nhận thực sự mới: lực đẩy, ắc quy, và hệ thống sạc phải được thử nghiệm dưới dạng gói tích hợp dành riêng cho đường ray, không được điều chỉnh từ các giao thức thử nghiệm EV ô tô. Các nhà khai thác chuyển đổi đội tàu nhiều động cơ diesel hiện có, như GWR đã làm với Lớp của nó 230 chuyển đổi, thêm một nếp nhăn nữa: gói lực kéo và pin phải được xác nhận trong các ràng buộc về cơ và điện của bệ đầu máy toa xe vốn không được thiết kế ban đầu xung quanh nó.

Điều gì làm cho thử nghiệm BEMU khác với thử nghiệm xe điện hoặc thử nghiệm lực kéo đường sắt thông thường

• Cơ hội và tính phí nhanh cuối dòng: không giống như xe điện ô tô được sạc qua đêm, BEMU thường sạc lại theo từng đợt ngắn tại các điểm dừng cuối đường dây hoặc qua các đoạn dây trên cao nếu có, vì vậy hệ thống sạc cần phải được xác nhận để nhanh chóng, chu kỳ sạc một phần lặp đi lặp lại, không một chu kỳ sạc-xả sâu nào.
• Hoạt động ở chế độ kép: nhiều BEMU chạy bằng pin ở những khu vực không có điện và lấy điện từ dây điện trên cao (đồng thời sạc lại) trên các phần điện khí hóa, yêu cầu chuyển đổi liền mạch được xác nhận giữa các nguồn điện mà không bị gián đoạn lực kéo.
• Chu kỳ nhiệm vụ cụ thể của đường sắt: chu kỳ làm việc nhiều đơn vị bao gồm các mô hình dừng-khởi động thường xuyên với khả năng thu lại phanh tái tạo ở mỗi trạm, rất khác với pin EV ô tô có cấu hình tốc độ bền vững thường được xác nhận dựa trên.
• Kỳ vọng về tuổi thọ tài sản dài hạn: toa xe dự kiến ​​sẽ chạy 20-30+ năm, vì vậy độ xuống cấp của pin và độ bền của hệ thống lực kéo cần được xác nhận để có tuổi thọ sử dụng lâu hơn nhiều so với các bộ phận xe điện EV.

Mục kiểm tra cốt lõi

1. Bản đồ hiệu suất động cơ kéo và biến tần

Lập bản đồ hiệu suất tốc độ mô-men xoắn đầy đủ của động cơ kéo và gói biến tần theo chu kỳ hoạt động dừng-khởi động đặc trưng của nhiều thiết bị.

Số liệu chính: hiệu suất trên lưới tốc độ mô-men xoắn, tổn thất chuyển mạch biến tần, hiệu suất nhiệt trong các sự kiện tăng tốc lặp đi lặp lại.

2. Đi xe đạp sạc/xả pin

Xác nhận hiệu suất pin nhanh chóng, đặc điểm mô hình sạc một phần lặp lại của việc sạc lại cuối đường dây và phần dây trên không, thay vì một chu kỳ đầy đủ.

Số liệu chính: duy trì công suất trên các mẫu chu kỳ một phần, tỷ lệ chấp nhận phí, hành vi nhiệt trong quá trình sạc nhanh một phần.

3. Chuyển đổi nguồn điện ở chế độ kép

Kiểm tra sự chuyển đổi liền mạch giữa nguồn pin và nguồn điện trên dây mà không bị gián đoạn lực kéo hoặc rung lắc mà hành khách có thể nhận thấy.

Số liệu chính: thời gian chuyển tiếp, mô-men xoắn liên tục trong quá trình chuyển đổi, bất kỳ điện áp nhất thời nào trên thanh kéo.

4. Phục hồi năng lượng phanh tái sinh

Đo năng lượng được thu hồi trong các lần phanh thường xuyên vốn có của mô hình dừng trạm nhiều đơn vị và xác nhận khả năng phục hồi của bộ pin.

Số liệu chính: năng lượng thu hồi mỗi lần dừng, hiệu quả phục hồi, tỷ lệ chấp nhận pin trong các sự kiện regen.

5. Xác nhận độ bền của phạm vi và chu kỳ làm việc

Chạy chu kỳ nhiệm vụ tuyến đường đại diện (hồ sơ lớp, dừng khoảng cách, thời gian dừng lại) để xác thực các yêu cầu về phạm vi cho các ứng dụng dòng nhánh cụ thể.

Số liệu chính: phạm vi mỗi lần sạc trên hồ sơ tuyến đường đại diện, mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi km, lợi nhuận so với yêu cầu tuyến đường.

6. Suy thoái lâu dài và độ bền

Kéo dài chu trình đạp xe để dự đoán sự xuống cấp của hệ thống lực kéo và ắc quy so với tuổi thọ sử dụng dự kiến ​​trong nhiều thập kỷ của đầu máy toa xe.

Số liệu chính: tốc độ giảm dần công suất trên mỗi chu kỳ, công suất cuối đời dự kiến ​​ở những năm sử dụng mục tiêu, xu hướng tuổi thọ vòng bi/cách điện động cơ kéo.

Điều này có ý nghĩa gì đối với việc lựa chọn băng ghế thử nghiệm

Xác nhận BEMU cần một băng ghế thử nghiệm có thể tái tạo chu kỳ nhiệm vụ dừng-khởi động dành riêng cho đường sắt (không phải là một chu kỳ lái ô tô), kết hợp với trình mô phỏng pin hoặc khả năng kiểm tra bộ pin thực được định cấu hình cho các kiểu sạc nhanh một phần thay vì đạp xe sâu, và giao tiếp điện nguồn kép để xác nhận quá trình chuyển đổi pin/dây trên không. Dựa trên việc các chương trình BEMU đang chuyển từ đơn hàng thí điểm sang đơn hàng đội tàu nhanh như thế nào, Các nhà cung cấp xây dựng năng lực thử nghiệm giờ đây có cơ hội thực sự để đón đầu đường cầu sẽ ngày càng dốc lên khi nhiều nhà khai thác tìm cách loại bỏ nhiều tổ máy diesel cũ kỹ trên các đường nhánh không được điện khí hóa. Nếu bạn đang chỉ định công suất kiểm tra cho hệ thống ắc quy và lực kéo đường ray điện-ắc quy, nói chuyện với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi về cấu hình kiểm tra nguồn điện chu kỳ làm việc và chế độ kép.