锂电池在高速动车组上的应用G

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1、磷酸铁锂电池组在高速动车组上的应用一、高速动车组的发展及分类2004年以来的技术引进，让中国高铁汇聚百家，站在巨人肩膀上，练就盖世奇功。2014年底，中国南车CRH2H型高寒防风沙动车组运行在哈大高铁上，这正是中国高铁成功的关键，开启了“中国高铁模式”。目前，在线动车组大致分为两代，第一代以引进消化吸收技术为主，包括1系（CRH1）、2系（CRH2）、3系（CRH3）、5系（CRH5），第二代被称为“新一代”，即CRH380系列，主要包括CRH380A、CRH380B、CRH380C、CRH380D。二、高速动车组的供电方式及蓄电池应用

2、动车组上的电源来自于轨道上方的电网——接触网，一般采用25kV，50Hz的单相交流电。动车组通过其车顶的受电弓将电流传递到动车组牵引系统，再经过变流器将25kV，50Hz的单相交流电变换成合适的电压为动车组提供动力，并为辅助供电系统供电。辅助供电系统是现代高速动车组技术重要的组成部分，其主要任务是为列车内的各负载提供交流或直流电源，如空调、采暖、通风、照明、制动、牵引系统冷却风扇、控制单元等，保证列车安全运行，为旅客提供舒适的旅行环境。辅助供电系统包括辅助电源系统、电源分配系统、蓄电池系统，辅助系统须为列车控制系统提供不间断安全电源。以

3、CRH系列动车组的辅助供电系统为例进行说明。（1）供电电压：AC(交流)：AC380V/50Hz和AC220V/50Hz；DC(直流)：DC110V.（2）供电模式：①交流供电模式交流供电的电源设备为辅助变流器，供电框图如下。图1交流供电模式动车组分为2个独立的牵引单元，每个牵引单元的2个主变流器同时与本单元的2个辅助变流器连接，在设计上实现冗余，从而保证交流供电的稳定性。所有的辅助变流器都通过供电母线向整列车输出AC400V/50Hz电，实现联网供电。②直流供电模式DC110V直流供电是新一代高速动车组的电气控制系统是动车组的神经，关

4、系到列车的安全，供电框图如下。图2直流供电模式动车组的2个牵引单元各设1套DC110V直流供电电源装置，包括充电机和蓄电池。其中，蓄电池和充电机互为冗余，保证直流供电的稳定性。直流供电等级分为2级，一级为不间断供电干线“BD”，“BD”与蓄电池直接连接；另一级为母线供电L1、L2，L1、L2通过接触器与充电机和蓄电池连接。一般将供电要求较高的直流负荷挂在不间断供电干线“BD”上，这也保证了重要负荷供电的稳定性。2.1CRH1动车组：5动3拖，分为3个供电单元。2.2CRH2动车组8辆车编组注：T1c,T2c---DrivingTrail

5、erCoach带驾驶室拖车M1,M2（2辆）,M1s---MotorCoach动车T2---TrailerCoach拖车每个单元动车组设置一套辅助电源装置，为包括其本身的4辆车的空调控制系统、换气装置、鼓风机、照明、控制、广播、列车无线等设备提供电源；2.3CRH5动车组辅助供电系统8辆车编组，5动3拖，分为2个供电单元列车配备5台辅助辅助变流器(AUXCONV),每辆动车一台，辅助变流器和牵引变流器安装在一起。AC25kV高压电经设置在拖车上的牵引变压器降压成1770V后，输入每辆动车中的牵引变流器，辅助变流器将牵引变流器的中间直流电

6、压变换成AC380V（三相380V50Hz）后输出给中压负载；低压供电(24Vdc)是由与蓄电池相关联的蓄电池充电器保证的，并且安装在每个车辆上，每列车设8组蓄电池和电池充电机。2.4CRH3动车组辅助供电系统组成与工作原理nAC25kV高压电由设置在TC02、TC07车上的牵引变压器降压为1550V后，作为每辆动车的牵引变流器的输入；n辅助变流器将牵引变流器的中间直流电压DC3000V变换成为三相AC440V/60Hz作为输出，向列车交流干线供电。n单辅助变流器安装在变压器车（TC07/TC02）车下，双辅助变流器安装在一等车（FC0

7、5）和餐车（BC04）车下。n直流供电采用110V电压制式，动车组设有2组容量为300Ah110V的蓄电池组和两台充电机，充电机、蓄电池安装在一等车（FC05）和餐车（BC04）车下。2.5混合动力动车组目前在轨道交通领域，对于城市轨道交通的车载储能系统的研究较为深入，其储能系统多以锂电池储能系统和超级电容储能系统为主，这对于与城市轨道交通有很大相似之处的混合动力动车组有很大的借鉴作用。车载储能系统在混合动力动车组中主要是用于吸收列车制动时的能量，并在无接触网时为列车牵引及辅助系统提供能量。混合动力动车组是在现有CRH380A的车体基础

8、上进行研发，采用2动1拖的形式组成动车组，每组动车上安装有2组牵引变流器以及8个电机，其中每组牵引变流器控制4个电机，每组牵引变流器将配备各自的储能系统。设计要求该型混合动力动车组可以在无接触网、最高速度1