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新型混合动力交流传动地铁调车机车王平华，刘顺国，孟玉发（资阳机车有限公司研发部，四川资阳641301）摘要：由于地铁车辆使用的特殊环境，对排放及噪音提出了更高的要求，传统的内燃调车机车已经不能满足地铁的需要，采用新型混合动力交流传动地铁调车机车将是一个普遍趋势。
介绍了一种新型混合动力交流传动地铁调车机车。
关键词：地铁调车机车；混合动力；交流传动中图分类号：U267文献标识码：B文章编号：2095-5901（2015）03-0009-04收修回稿日期：2014-07-04作者简介：王平华（1973—），男，湖南邵东人，高级工程师。
随着城市人口的扩张，交通拥挤已经成为人们出行的难题。
近几年来，为缓解城市交通，我国已有20多个城市相继开始了城市地下轨道交通（地铁）的建设。
由于地铁车辆对于排放及噪音提出了更高的要求，传统的内燃调车机车已不能满足这种需要，市场急需新型节能环保的地铁调车机车，新型混合动力交流传动地铁调车机车就是其中的一种。
1调车的运用特点调车/工矿内燃机车广泛应用于铁路站、场和地铁、钢铁、石化、煤炭、电厂、港口、码头等企业，承担调车作业或内部铁路运输任务。
由于工作的特殊性，机车柴油机极少满负荷工作，常常处于空载且频繁交变工作状态，工作期间柴油机的平均使用功率仅为额定功率的1/3 1/2，动力潜能得不到充分发挥，燃油浪费严重且污染环境。
图1所示为调车机车不同功率比下工作时间百分比。
可以看到，传统内燃调车机车柴油机满负荷工作时间仅占5.5%，约35%的工作时间处于惰转状态。
混合动力调车机车采取了低负荷时蓄电池组为动力，高负荷时柴油机/蓄电池组共为动力的模式，实现节省燃油、减少排放的目标，更适合地铁调车对于排放和噪音的要求，极具开发的必要。
图1调车机车不同功率比下工作时间百分比2混合动力交流传动地铁调车机车方案混合动力交流传动地铁调车机车根据用户的需要，可以使用内走廊结构，也可以是外走廊结构，其车体、转向架、制动等与传统内燃调车机车无明显区别，主要是电气传动系统比较复杂。
混合动力车工作原理
混合动力车是一种结合了内燃机和电动机的车辆。
它的工作原理主要涉及能源转化和利用的过程，以实现更高的燃油效率和减少排放。
首先，我们来看内燃机的工作原理。
内燃机主要通过燃烧燃料使活塞作往复运动，从而驱动曲轴旋转并传递动力。
在混合动力车中，内燃机可以使用汽油或柴油作为燃料。
然后，我们来看电动机的工作原理。
电动机是利用电能转化为机械能的装置，通过电流驱动电动机转子旋转。
电动机有很高的转速响应和高效率，是适合于城市驾驶等低速高扭矩需求的理想选择。
混合动力车将内燃机和电动机结合起来，通过智能控制系统进行能量管理。
在低速行驶或启动时，电动机可以单独驱动车辆，从而减少燃油的消耗。
当需要更强的动力输出或长时间行驶时，内燃机会启动并辅助电动机提供动力。
此外，混合动力车还有能量回收系统，可以将制动过程中产生的动能转化为电能储存起来，以供后续使用。
这样可以进一步提高能源利用效率。
总的来说，混合动力车的工作原理是通过合理的能量转换和管理，利用内燃机和电动机的优势，从而实现更高的燃油效率和减少尾气排放。
这种技术的发展将对环境保护和可持续发展产生积极的影响。
混合动力技术解析
背景
混合动力技术是一种结合了传统燃油动力和电动动力的汽车动力系统。
它的发展旨在提高汽车燃油效率、减少尾气排放，并增强驾驶体验。
本文将对混合动力技术进行解析，介绍其原理和优势。
原理
混合动力技术基于燃油动力和电动动力的协同工作原理。
它包括一个燃油引擎和一个电动驱动系统。
燃油引擎主要负责给电池充电，为电动驱动系统提供动力。
电动驱动系统则为车辆提供动力和加速能力。
整个系统还包括一个电池组和电控系统，用于管理和协调燃油动力和电动动力的转换和使用。
优势
1. 节能环保
混合动力技术通过最大限度地利用能源，实现了燃油的高效利用。
通过将电动动力与燃油动力相结合，它能够提高汽车的燃油效率，减少对传统燃油的依赖，从而实现能源节约和环境保护。
2. 减少尾气排放
相比传统燃油动力汽车，混合动力汽车产生的尾气排放更为清洁。
由于电动驱动系统的使用，混合动力汽车在行驶过程中排放更
少的污染物，有利于改善空气质量和减少环境污染。
3. 提高驾驶体验
混合动力汽车在行驶过程中能够自动切换燃油动力和电动动力，以最佳方式提供动力输出。
这种自适应性能够使驾驶者享受到更平顺、沉默的行驶体验。
此外，混合动力汽车的动力输出响应更快，
提供更好的加速性能。
结论
混合动力技术是如今汽车行业的发展趋势，它能够同时兼顾环保和性能。
通过节能减排和提高驾驶体验的优势，混合动力汽车将为未来的出行提供更可持续、更高效的选择。
混合动力机车在城市交通中的应用优势混合动力机车作为一种结合了传统燃油动力和电动动力的交通工具，正逐渐受到城市交通的青睐。
它的出现为解决城市交通拥堵、环境污染等问题提供了新的解决方案。
本文将详细探讨混合动力机车在城市交通中的应用优势。
首先，混合动力机车在节能环保方面具有明显优势。
与传统的燃油动力机车相比，混合动力机车采用了电动动力系统，可以明显减少对石油资源的依赖，减少碳排放和空气污染。
由于城市交通拥堵，机动车通行速度较慢，混合动力机车能够根据行驶条件智能切换动力模式，充分利用电能，降低油耗，减少尾气排放，为城市环境改善和空气质量提升作出贡献。
其次，混合动力机车在行驶效率方面具有优势。
由于城市通行速度较慢，传统燃油机车的动力系统效率较低。
而混合动力机车结合了电动动力和燃油动力，可以更高效地利用能量，提升机车的行驶效率。
在起步时，电动动力系统可以提供较高的扭矩，使得机车更加灵活和稳定，同时降低了燃油机的起步负荷。
在长时间巡航时，燃油动力系统通过发电机对电池进行充电，保持电池容量以供电动系统继续工作。
这种优化设计可以使混合动力机车在城市通勤和巡逻任务中更加耐用和高效。
第三，混合动力机车在噪音和震动控制方面具有优势。
传统的燃油动力机车在行驶过程中产生的噪音和震动严重影响了城市居民的生活质量。
而混合动力机车采用了电动动力系统，有效减少了噪音和震动的产生。
电动动力系统的工作非常安静，可以显著降低对周围环境和居民的噪音影响，提供更加舒适的骑行体验。
此外，电动动力系统也减少了机车的震动，为驾驶员提供更平稳的驾驶感受，减少疲劳程度。
最后，混合动力机车在维护成本方面具有优势。
由于城市交通的频繁使用和恶劣的环境条件，传统燃油动力机车的维护成本较高。
而混合动力机车在设计上考虑了减少燃料消耗和机械磨损，降低了维护成本。
电动动力系统无需进行机械部件的定期更换和维护，大大减少了维修费用和工时。
此外，混合动力机车的节能环保特性也为政府和机动车车主减轻了财政负担，提高了城市交通系统的可持续性发展能力。
混合动力汽车的工作原理与维护一、工作原理混合动力汽车是一种结合了传统燃油发动机和电动机的动力系统，通过优化能量转换和利用，实现更高效的能源利用和减少尾气排放。
下面将详细介绍混合动力汽车的工作原理。
1. 燃油发动机工作原理：混合动力汽车搭载的燃油发动机与传统汽车相似，通过燃烧汽油或柴油产生动力。
燃油发动机在启动时，通过点火系统点火，使燃油与空气混合燃烧，从而产生高温高压气体，推动活塞运动，带动曲轴旋转，输出动力。
2. 电动机工作原理：混合动力汽车搭载的电动机通过电能转化为机械能，提供额外的动力。
电动机主要由电池组、控制器和电机组成。
电池组储存电能，控制器控制电能的输出和转化，电机将电能转化为机械能。
3. 能量转换与利用：混合动力汽车的关键在于优化能量的转换和利用。
当车辆需要加速或爬坡时，电动机提供额外的动力，减轻燃油发动机的负荷，提高燃油发动机的效率。
而在低速行驶或停车等情况下，燃油发动机可以为电池组充电，以供电动机使用。
二、维护要点为了保持混合动力汽车的正常运行和延长使用寿命，以下是几个重要的维护要点：1. 定期保养：定期保养是保持混合动力汽车良好状态的关键。
按照车辆制造商的建议，定期更换机油、空气滤清器、燃油滤清器等关键部件，以确保发动机和电动机的正常运行。
2. 电池维护：混合动力汽车的电池是关键组成部分，需要定期检查和维护。
首先，确保电池的连接良好，终端干净无腐蚀。
其次，定期检查电池的电量和健康状况，避免电池容量下降或损坏。
3. 制动系统维护：混合动力汽车的制动系统与传统汽车相似，需要定期检查和维护。
检查刹车片和刹车盘的磨损程度，及时更换磨损严重的部件，以确保刹车的灵敏度和安全性。
4. 散热系统维护：混合动力汽车的散热系统对于发动机和电动机的正常运行至关重要。
定期检查散热器和冷却液的状况，确保散热效果良好，防止发动机过热。
5. 轮胎维护：定期检查轮胎的胎压和磨损程度，保持适当的胎压和轮胎磨损均匀，以提高燃油经济性和行驶安全性。
新产品介绍混合动力调车机车的技术和运用荷 J.O ostra摘要:列车的调车作业通常由内燃机车来完成。
在调车作业间歇期间,内燃机车柴油机不能停机。
目前,阿尔斯通公司推出了一种环境友好的新技术措施:采用电气混合动力系统来替代传统的内燃机车动力驱动。
电气混合动力系统的组成包括蓄电池、柴油发电机组、功率电子装置、电动机和机械传动装置。
这些装置安装在现有内燃机车上。
柴油发电机组给蓄电池充电,并在机车需要高功率时提供附加的能量。
运用试验表明,该机车可以大量节省燃料:货运调车作业节油35%,客运调车作业省油达60%。
文中介绍了!混合动力∀的定义,混合动力装置控制系统的原理和结构以及主要部件的技术规范,调车机车作业的内容和特点;比较了传统动力装置与混合动力装置的差异。
关键词:混合动力 调车机车 设计 结构 节油 排放 性能 试验1 引 言几年来,在阿尔斯通公司运输部所在地###施滕达尔修复了一台202型内燃机车,并对其进行了内容丰富的现代化改造。
其结果是,采用现代化技术开发出一台新的203型液力传动内燃机车。
该机车可用于干线牵引作业和调车作业。
现在,除这种!完全现代化∀的机车外,阿尔斯通公司还开发出了一种混合动力机车。
自2008年夏季开始,该混合动力机车为不同的用户进行了试验运行(图1)。
本文将介绍混合动力机车的工作过程及该机车的主要结构。
图1 以202型内燃机车为基础的混合动力机车2 !混合动力∀的定义通常,在技术上对混合动力的概念理解为一个系统。
这个系统是由两种技术互相组合而成的。
设计成混合动力系统,对其功能而言,至少要包含一种辅助措施。
特别是对于动力驱动系统,例如要有一台柴油机和一台电机共同工作。
对于混合动力装置,也意味着有一种功能上的冗余,既可以应用A 能源,也可以应用B 能源。
混合动力除了其功能作用外,动力装置部件的效率也有重大作用。
阿尔斯通公司的混合动力机车包含:∃一套柴油发电机组,发出所需的电能。
科技成果——混合动力交流传动调车机车技术适用范围交通行业，各铁路站、场（段）及地铁、城轨、冶金、石化、煤矿、电厂、港口等内部铁路的调车作业行业现状在我国铁路站、场承担调车任务的内燃机车（调车内燃机车），以及在钢铁、石化、煤炭、电厂、港口、码头等工矿企业内部承担铁路运输任务的内燃机车（工矿内燃机车），由于其工作的特殊性，柴油机满负荷工作时间只占10%左右，约30%的工作时间处于空载，且柴油机频繁地处于交变工作状态，在整个工作期间的平均使用功率只有额定功率的1/3-1/2，其动力潜能得不到充分发挥，柴油浪费比较严重，且排放的废气污染环境。
承担调车任务的内燃机车和工矿内燃机车一般运行在城市、工厂、码头等人员稠密区，降低排放对城市尾气减排具有重要意义。
目前应用该技术可实现节能量2万tce/a，减排约5万tCO2/a。
成果简介1、技术原理混合动力交流传动调车机车的动力是由较小的柴油发电机组和大功率蓄电池共同组成，牵引和辅助装置全部采用交流电机驱动，调车作业时既可以用柴油机发电机组供电，也可以用蓄电池组供电或两者同时供电，节能效果显著。
2、关键技术（1）多能源动力总成控制及再生制动能量回收技术；（2）整车集成和整车控制策略优化匹配技术；（3）蓄电池组及能量管理系统技术；（4）牵引变流控制系统技术。
主要技术指标1、装车功率为柴油发电机组600kW，牵引蓄电池组550kW；2、机车整备重量92t；3、通过最小曲线半径70m，机车最大运用速度80km/h；4、起动牵引力大于50kN，持续牵引力大于210kN；5、整车牵引性能提高20%-30%；6、节约柴油可达30%-40%。
技术水平该技术于2012年10月通过四川省科技厅组织的科技成果鉴定。
混合动力技术在世界范围内都属于比较前沿技术，在国外，只有加拿大开始生产系列混合动力机车；在我国，混合动力汽车和纯电动汽车已日益得到推广应用，而在铁路机车领域，具有良好节油减排效果的混合动力机车将是铁路机车发展的趋势。
混合动力车辆的原理和优化策略原理：混合动力汽车的原理是通过内燃发动机和电动机两种能源相互配合工作，实现能量的最优化利用。
具体来说，当车辆需要较大的动力时，内燃发动机会给电动机充电，并通过电动机传递给车轮，以提供更大的动力。
而在低负荷或怠速的情况下，内燃发动机可以停止工作，只靠电动机来提供动力。
优化策略：1.混合动力系统的能量管理策略：在混合动力系统中，能量管理策略是控制内燃发动机和电动机之间能量传递的关键。
其中包括控制内燃发动机的启停策略、电动机与内燃发动机之间的协同工作策略等。
例如，车辆在加速时，内燃发动机和电动机可以同时输出能量，而在减速和怠速时，内燃发动机可以停止工作，只靠电动机提供动力。
2.制动能量回收系统：混合动力车辆可以利用制动能量回收系统将制动时产生的能量转化为电能储存在电池中，以供后续使用。
这样不仅可以提高能源利用率，还可以减少对制动器的磨损，延长制动器的寿命。
3.材料轻量化：为了提高混合动力车辆的燃油经济性，可以采用轻量化的材料来减轻车辆的整体重量，降低能量消耗。
例如，使用轻量化的车身结构和材料，如碳纤维复合材料，可以减少车辆整体重量，提高车辆的加速性能和燃油经济性。
4.强化动力系统的能量传递效率：通过提高动力系统的能量传递效率，可以减少能量损失和能源浪费。
例如，采用高效的变速器和电机控制系统，减少传动过程中的能量损失；采用高效的发动机设计和燃油喷射系统，提高燃烧效率和动力输出。
5.智能化的能量管理系统：通过引入智能化的能量管理系统，可以根据不同的驾驶工况和路况条件，实时调整混合动力系统的能量输出和能量转换方式，以最优化利用能量。
例如，根据车辆的实时速度、加速度和道路坡度等信息，智能能量管理系统可以决定内燃发动机的启停策略，并根据实际需求调整电动机的工作状态。
总结：混合动力汽车通过最优化能源管理策略、制动能量回收系统、材料轻量化、提高能量传递效率和引入智能化的能量管理系统等优化策略，实现了能源的高效利用和减少尾气排放。
工程机械混合动力技术的发展与应用随着社会的发展和经济的增长，工程机械的使用已经成为了建设国家基建项目和城市化进程的重要工具。
然而，在使用工程机械的过程中，一直以来存在着诸如能源消耗大、环境污染等问题。
因此，人们对于工程机械的节能减排要求也越来越高。
在这样的背景下，工程机械混合动力技术得以发展与应用，成为了促进环保、节能方面的重要手段。
工程机械混合动力技术是指将传统燃油发动机和电能源相结合，实现能效最大化的一种动力技术。
其中主要分为两类：一类是纯电动力，一类是燃油与电力的混合动力。
对于不同工程机械来说，应选择不同的混合动力方式。
例如，使用于城市短途交通设备的混合动力方式更接近纯电动力，而在运输或工程建设方面使用的混合动力方式，应该更多地依靠传统燃油发动机。
工程机械混合动力技术的发展与应用历程：20世纪80年代初，由于对环境的关注和对能源的短缺，混合动力技术开始被引入工程机械行业中。
在中国，混合动力技术的步伐较为缓慢，主要由国外品牌引进和本土厂家生产。
在使用过程中，人们发现混合动力技术的优点明显，比传统燃油发动机有更高的动力性能，在工程施工中更具有可靠性和效率。
近年来，随着政府对于环保和节能的政策不断加强，工程机械混合动力技术得到了进一步的推广与应用。
2019年，国内多个知名品牌推出了混合动力工程机械产品，有效地提高了工程机械的绿色效益，保护了环境，关键在于混合动力技术运用电机和发动机双重动力，丰富了应用场景，增加了能源来源，同时在采用恰当的混合动力方式下，节约了高达50%的能源消耗，降低了排放浓度达80%以上，达到了环境保护署严格的排放标准，初步克服了以下需求紧迫的问题，保护了环境，促进了经济发展。
工程机械混合动力技术应用的前景：工程机械混合动力技术在未来的发展中，将会更具前景。
随着人们环保意识的不断提高，各行业都在倡导绿色生产，工程机械混合动力技术的优势被越来越多的人们所认识，目前应用场景仅限于土木工程、矿山、农业等领域，在未来，这项技术将应用到更多的领域，如交通、船舶、飞机等等，也将会更加的独具研究成果，推动科技发展的同时让人们意识到了环保的重要性，纵向来看，有利于打破传统动力车辆的单一能源局面，维护节能减排与新能源技术的和谐发展。
新产品介绍混合动力调车机车的技术和运用荷 J.O ostra摘要:列车的调车作业通常由内燃机车来完成。
在调车作业间歇期间,内燃机车柴油机不能停机。
目前,阿尔斯通公司推出了一种环境友好的新技术措施:采用电气混合动力系统来替代传统的内燃机车动力驱动。
电气混合动力系统的组成包括蓄电池、柴油发电机组、功率电子装置、电动机和机械传动装置。
这些装置安装在现有内燃机车上。
柴油发电机组给蓄电池充电,并在机车需要高功率时提供附加的能量。
运用试验表明,该机车可以大量节省燃料:货运调车作业节油35%,客运调车作业省油达60%。
文中介绍了!混合动力∀的定义,混合动力装置控制系统的原理和结构以及主要部件的技术规范,调车机车作业的内容和特点;比较了传统动力装置与混合动力装置的差异。
关键词:混合动力 调车机车 设计 结构 节油 排放 性能 试验1 引 言几年来,在阿尔斯通公司运输部所在地###施滕达尔修复了一台202型内燃机车,并对其进行了内容丰富的现代化改造。
其结果是,采用现代化技术开发出一台新的203型液力传动内燃机车。
该机车可用于干线牵引作业和调车作业。
现在,除这种!完全现代化∀的机车外,阿尔斯通公司还开发出了一种混合动力机车。
自2008年夏季开始,该混合动力机车为不同的用户进行了试验运行(图1)。
本文将介绍混合动力机车的工作过程及该机车的主要结构。
图1 以202型内燃机车为基础的混合动力机车2 !混合动力∀的定义通常,在技术上对混合动力的概念理解为一个系统。
这个系统是由两种技术互相组合而成的。
设计成混合动力系统,对其功能而言,至少要包含一种辅助措施。
特别是对于动力驱动系统,例如要有一台柴油机和一台电机共同工作。
对于混合动力装置,也意味着有一种功能上的冗余,既可以应用A 能源,也可以应用B 能源。
混合动力除了其功能作用外,动力装置部件的效率也有重大作用。
阿尔斯通公司的混合动力机车包含:∃一套柴油发电机组,发出所需的电能。
∃蓄电池组作为能量储存器(蓄能器),与柴油发电机组并联控制。
这套装置既可为驱动装置提供能量,又用来驱动辅助传动装置,也可用来对蓄电池充电。
在这两种情况下,该动力装置相当于两台电动机(由于紧凑的安装空间)驱动一台机械圆柱齿轮传动装置。
混合动力装置的目的是:与传统的液力传动内燃机车和电传动内燃机车相比,在相应的负荷下节省能量,并降低排放。
它是这样达到目的的:柴油发电机组的柴油机的驱动时间应根据需要尽可能短,并在其运转的功率范围内具有最高的效能,从而具有尽可能高的效率。
若混合动力装置用于驱动长时间高速运行的干线机车,则达不到上述目的,因为柴油机要在持续工况下运行。
所以采用混合动力装置的机车注定只适用于调车作业。
图2 混合动力机车的控制系统3 调车作业调车作业的内容有下列各项:∃客运列车和货运列车编组;∃牵引列车通过洗车设备;∃在机务段内对机车车辆进行调度;∃从车站将车组运送到用户;∃运送轨道维修作业用的小列车单元(筑路机械)。
调车机车具有特殊的作业循环特点:∃具有宽的负荷范围:牵引重量从1台机车到30台机车;∃运送距离短:从几百米到几公里;∃柴油机空转时间长:占每台机车运用时间的85%;∃运行速度受限制,特别是在无线遥控工况下,最高速度仅为25k m /h 。
调车机车的用户及运用现场希望机车具有灵活的可使用性,适应全部调车任务;在低或很低的速度下有高的牵引力;另外,特别重要的是要有低燃油消耗、低噪声及尽可能低的废气排放。
4 传统动力和混合动力的比较通常,液力传动和电传动调车内燃机车具有良好的灵活性,但是也有一些缺点。
例如,在柴油机空转期间不能有效利用燃料;或者在低负荷区效率较低;存在废气排放和噪声;此外,还浪费柴油机潜在的寿命期。
与传统动力相比,混合动力技术是一套复合的能量供应装置。
每套混合动力装置具有一套柴油机电子装置、一套蓄能器、蓄电池;更重要的是还有一套能量管理系统,以优化能量的产生和储存,并能以较低的成本供应给动力装置和辅助驱动部件。
混合动力装置的关键原理说明如下:∃精确地产生用于牵引所需的能量,并储存剩余的能量;∃设想以能量(k W h 或kJ)代替功率(k W )。
5 混合动力机车的控制系统混合动力机车控制系统图(图2)表明,除柴油发电机组和蓄电池外,还包括直流汇流排和驱动逆变器及辅助机组的供电电源装置。
今天的工艺技术载体是以202型内燃机车为基础的。
与203型机车一样,对该机车进行了全面的现代化。
新的动力驱动装置和能量产生的设计,利用具有2台法兰联接的电动机、1台牵引逆变器和1台辅助驱动逆变器的中央驱动装置,替代了大功率柴油机,包括冷却装置和液力传动装置。
6 主要部件的技术规范6.1 柴油发电机组/驱动装置柴油发电机组是由K irsch 公司提供的。
采用Deutz 公司的TCD 2013L64V 型柴油机和永磁(P M E)同步发电机。
柴油机为标准的四冲程柴油机,符合E U 2004/26∋A 级废气排放标准。
发电机采用永磁励磁机,由K irsch 公司提供(图3)。
图3 装车前的柴油发电机组柴油机参数: 型号TCD 2013L64V功率(k W )238转速(r /m in)1100~2200发电机参数:最大功率(k W )200带冷却器功率(k W )190 电压范围(V DC )440~940发电机的输出电压与其转速有关,可以利用柴油机的转速控制(通过与温度的关系)与蓄电池的电压范围相匹配。
因此,无需直流/直流变换器。
柴油机和发电机采用水冷方式。
6.2 蓄电池组该蓄电池组是由500个FNC A 170XR 型电池组成的系统。
该系统是B rironr H oppecke 蓄电池系统公司的产品。
蓄电池组分布在8个串联的蓄电池组槽中。
每个蓄电池组槽具有自己的蓄电池控制和监测系统(BC MU )。
其采集的主要参数是充电状态和电池温度。
其额定电压为600V,能容为102k W h 。
对蓄电池冷却装置的开发给予了极大的重视。
蓄电池太大的温度梯度会使所期望的使用寿命大大缩短。
其通风系统是蓄电池槽的组成部件。
该蓄电池槽由电阻材料制成。
在蓄电池不密封的情况下收集落向机车车体地板的电解液,防止蓄电池电解液对铁路路基的环境污染。
蓄电池组系统的总重量为5200kg ,这在运用工况下是不成问题的,因为其重量的增加可用减少压铁来补偿(图4)。
图4 在机车车架上安装好的4个蓄电池组槽针对混合动力装置的工作循环,对蓄电池的额定容量(Ah)、蓄电池的能容(k W h)以及蓄电池的重量进行了优化匹配,所以能满足调车作业所需的功率和能量。
蓄电池的大小和发电机的功率,可适应用户的运用条件。
从而混合动力机车显示出了更明显的优点。
所期望的蓄电池使用寿命至少可以达到5年。
6.3 牵引电动机和轮对驱动装置2台标准的三相交流牵引电动机每台额定功率为213k W 。
该型电动机已运用于多种客运机车和动车。
2台牵引电动机安装在司机室地板下方的前部和后部,并用法兰与圆柱齿轮的驱动装置相联。
图5 一台混合动力机车作业循环示例(机车+600t 列车:一个循环及蓄电池组充电状态,蓄电池组的功率和总功率)P #功率;t #时间;Pn eed #需要的功率;Pbat w erk #蓄电池功率;speed v #机车运行速度;SOC #蓄电池充电状态。
圆柱齿轮驱动装置型号为B NBSZ 080,由德国波鸿市(Bochum )的E ickhoff 公司生产,用之使牵引电动机的转速与转向架相匹配。
在机械方面,圆柱齿轮传动箱利用承重架,用弹性悬挂点的方式置入原机车的主车架中。
6.4 牵引逆变器和辅助逆变器用于牵引和辅助机组的逆变器由基地在荷兰R i d der ker k 市的阿尔斯通公司运输部生产。
两种逆变器都采用空气冷却,并装用现有的功率模块和控制模块。
6.5 制动系统制动系统基本上是与经批准的203型液力传动内燃机车的系统相同。
对于这种工艺技术的载体,意味着不能反馈制动能量(能量反馈的优点在这种情况下受到限制,因为每辆货车都使用本身的压缩空气制动装置)。
6.6 蓄电池和能量管理系统能量管理系统包括两个方面:第一方面,在运行工况,蓄电池组处于充电状态,需要监控其温度。
这个参数通过BC MU (蓄电池组控制和监测单元)进行采集和处理。
该单元集装在蓄电池系统的每个蓄电池组槽中。
第二方面,对于动力驱动系统和辅助机组逆变器,要有瞬间分配可使用能量的功能。
因此,随着工况条件的不同,需要对蓄电池、柴油发电机组和用电器之间的能量多少及能量流向施加积极的影响。
在机车最佳的功能下,这种调节使得最低燃油消耗率和蓄电池最大使用寿命之间的关系得到优化。
从硬件方面讲,该能量管理系统可在蓄能器编程控制装置(SPS)中进行自动编程。
7 混合动力机车调车作业循环实例在日常调车作业时,蓄电池充电状态(SOC )在65%~80%之间。
调车作业一般有下列5种工况:(1)在高负荷及持续负荷工况,蓄电池充电状态在65%以下。
这个工况如图5所示实例。
(2)在负荷下起动工况,所需要的能量由蓄电池和发电机组供应。
(3)在机车恒速工况,所需要的能量等于所产生的能量。
(4)在机车停车状态,蓄电池处于重新充电状态,充电状态达80%。
此后,发电机组被切断。
(5)无负荷运行工况,发电机组不起动,因为充电状态保持65%以上。
图6分别示出了机车作业的5种循环工况。
这里不考虑柴油发电机组起动和惰转工况。
由图5可见,这两种工况的运行时间约占机车总运行时间的25%。
实际上每小时惰转时间约为3m in 。
该图还明确地表示出所导致的燃油的节省:∃在柴油机很短的空转时间(起动运转和惰图6混合动力机车牵引600t列车:全部5种作业循环P#功率;n m ax#柴油机最高转速(r/m i n);U gen m ax#发电机组最高电压(V);Pgen m ax#发电机组最大功率(k W);v#机车运行速度;SOC#蓄电池充电状态;n#柴油机转速。
转)内,具有相当低的燃油消耗率;∃因为只发出必需的能量,所以不会浪费能量;∃与液力传动内燃机车或电传动内燃机车相比,柴油机的运转小时数相当小,约为25%,所以大大降低了维修费用。
8试验结果到目前,该混合动力机车在各种不同的条件下进行了许多次试验运行。
例如,在莱根斯堡和纽伦堡进行了运行试验:牵引约1000t的列车,最大坡度为10(。
在纽伦堡和鹿特丹的运行试验:牵引列车重量)600,t但具有很高的运输密度。
试验结果包括:∃莱根斯堡试验:十多天的调车作业,牵引较重的货运列车,每天工作8~10h,试验结果表明节约燃油达35%。
∃纽伦堡试验:10天牵引客车的调车作业,试验表明节约燃油达60%以上。
∃鹿特丹试验:与203型内燃机车进行燃油消耗的比较试验测量;同时还进行了废气测量。
