Повышение эффективности использования энергии электрического торможения транспортного средства

1. Повышение эффективности использования энергии электрического торможения транспортного средства

Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
Кафедра электротехнических комплексов
Повышение эффективности использования
энергии электрического торможения
транспортного средства
Выполнила: Чубарова Елена, группа ЭММ-13
Проверил: Щуров Н.И., д.т.н., профессор
Новосибирск, 2015

2. Актуальность темы

Электрический транспорт - один из
энергоёмких и масштабных
потребителей, энергетическая
составляющая затрат которого на
данный момент достигла критического
уровня и составляет 40-50%, и по
данным прогнозов, рост будет
продолжаться.
2
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

3.

Одними из направлений
использования энергии на электрическом
транспорте являются:
Снижение потерь энергии в
пусковых устройствах;
Использование энергии
торможения.
3
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

4. Рис. 1. Кривые движения поезда

V
b
c
V(l)
l d
lТ
lI l П
lВ
b
VB
VT
a VП a
L
tП
O
V(t)
c
tI
tB
tT
d t
tO
TX
4
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

5. Рис. 2. Электрическая схема рекуперации при импульсном методе регулирования

+
LФ VDO а Lд
i1
UC U
CФ
ИП
-
b
i2
Я
Uд
ОВ
Рис. 2. Электрическая схема рекуперации при
импульсном методе регулирования
5
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

6. Использование энергии рекуперации

Возвращение энергии в
первичную сеть;
Возвращение энергии в тяговую
сеть;
Сохранение энергии в
накопителях энергии.
6
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

7. Накопители энергии: Литий-ионные (li-ion) аккумуляторы

Рис.3. Устройство литий-ионного (Li-ion) аккумулятора
7
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

8.

8
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

9. Характеристики

напряжение единичного элемента:
номинальное: 3,6-3,7 В;
максимальное: 4,23 В;
минимальное: 2,5-3,0 В;
удельная энергоёмкость: 240 Вт × ч/кг;
внутреннее сопротивление: 5 … 15 мОм/А × ч;
число циклов заряд/разряд до достижения 80 % ёмкости: 600;
время быстрого заряда: 15 мин … 1 час;
саморазряд при комнатной температуре: 3 % в месяц;
ток нагрузки относительно ёмкости С представленной в А•ч:
постоянный: до 65 С;
импульсный: до 500 С;
оптимальный: до 1 С;
диапазон рабочих температур: от -20°C до +60°C
Новосибирский государственный технический университет
9
www.nstu.ru

10. Преимущества

Не существует технологических
ограничений по форме батареи
Простые в эксплуатации
Повышенный срок службы
Малый вес
Большая энергетическая плотность.
Высокий ток зарядки и разрядки.
10
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

11. Недостатки

Ускоренный процесс «старения»
Требование наличия встроенных
систем безопасности
Нельзя реанимировать полностью
разряженный аккумулятор
Узкий температурный диапазон
11
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

12. Накопители энергии: Суперконденсаторы (ионисторы)

12
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

13.

13
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

14. Преимущества

Большие максимальные токи зарядки и
разрядки.
Простота зарядного устройства.
Ионистор обладает длительным сроком
службы
Малый вес по сравнению с
электролитическими конденсаторами
подобной ёмкости.
Низкая токсичность материалов
Неполярность
14
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

15. Недостатки

Высокая цена ионисторов с большими
разрядными токами препятствующая их
широкому применению.
Удельная энергия симметричных
ионисторов меньше, чем у аккумуляторов
Напряжение зависит от степени
заряженности.
15
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

16. Недостатки

Возможность выгорания внутренних
контактов при коротком замыкании для
ионисторов большой емкости и с низким
внутренним сопротивлением.
Низкое рабочее напряжение по сравнению с
другими типами конденсаторов
Высокое внутреннее сопротивление у
большинства ионисторов выпускающихся
промышленностью.
16
Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru

17. Повышение эффективности использования энергии электрического торможения транспортного средства

Новосибирский государственный технический университет
www.nstu.ru
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
Кафедра электротехнических комплексов
Повышение эффективности использования
энергии электрического торможения
транспортного средства
Выполнила: Чубарова Елена, группа ЭММ-13
Проверил: Щуров Н.И., д.т.н., профессор
Новосибирск, 2015