铁路电池充电器帮助机车变得环境友善
2022-9-9
用电动机取代内燃机 (ICE) 被宣传为减少汽车污染的关键，但这个趋势并不仅限于道路交通：将柴油机车转为电动或混合动力来对抗全球暖化的概念也引起了广泛关注。
机车改用电力会有很多好处，包括减少氮氧化物排放、噪音水平以及燃料消耗，同时提高维护的便利性和可靠性。事实上，大多数柴油机车并不是由柴油发动机直接驱动车轮的，而是柴油发动机驱动发电机以供电给车轮的电动机。由于该系统是部分电动的，因此拆除柴油发动机并直接从现有的高压架空电缆网络获取电力似乎相对简单。
全电动的方法适合完全电气化的铁路，但调车场并不一定提供架空电力线。因此铁路公司正在转向混合动力机车（铁路术语中的「双动力」），这种机车主要依靠电池供电，如果电池的电量耗尽，小型柴油发动机会为发电机提供辅助电源。一家德国货运铁路公司正逐步将所有的柴油机更换为更环保的混合动力。该公司计划最终更换约 900 台旧机车，首批的货运机车计划将在 2023 年投入使用，调车机车预计在 2024 年投入使用。当混合动力阶段完成后，公司预计能源消耗将减少 30%，每年减少消耗一百万升的柴油。
图 1：RMOC18K 及其铁路应用（来源：RECOM）
新型调车机车采用 850V 锂离子电池组作为主要电源，为 80 噸调车机车提供 500kW 的牵引动力。该系统也使用 15-20kW 的车载充电器，当机车停放在车辆段时为电池充电。这里就该是 RECOM 出场的时候了。我们的 PCS 部门与业内最大的铁路系统和电气设备一级供应商合作，签订了为首批 80 辆混合动力调车机车提供车载充电器的合同，并预计未来会接到更多的订单。
此时 RECOM-PCS 可以提供标准设计搭配修改连接器，一个紧凑部件就包含了所有必需功能和铁路合规性。该设计以 RECOM-PCS 现有的 RMOC18k 为基础，原本是用来为公路车辆电池充电，但也非常适合满足铁路车辆段充电器的需求。RMOC18k使用由行业标准 CEE 32A 插座提供的三相 400V 交流输入来产生 18kW 的输出功率，直流输出电压范围高达 920V。PCS将执行有关专业连接和安装的所有铁路相关认证和机械设计。
图 1 为基本的 RMOC18K 以及混合动力机车应用的建议配置。
图 2：RMOC18K 模块的内部配置（来源：RECOM）
如图 2 所示，车载充电模块使用了 RMOC18K 作为主电源，不但为两个电池组供电还提供所有能够满足客户要求的功能，例如输出电压和电流计量、状态指示灯、输出保险丝 ，反向电压保护和过压保护。
这些充电器也有均流功能因此可以并联运行以增加功率输出或实现冗余 n+1。这些部件使用三相 380 – 440V 交流电，无需中性线连接或高压直流输入。它们符合相关的铁路和工业标准，例如：
其他功能包括电池电流感测来监控输出和 RS485 MODBUS 或 CAN J1939 接口进行数据通信。
如果您在设计铁路、非公路或其他项目所需的电源时面临独特挑战，请联系我们。
全电动的方法适合完全电气化的铁路，但调车场并不一定提供架空电力线。因此铁路公司正在转向混合动力机车（铁路术语中的「双动力」），这种机车主要依靠电池供电，如果电池的电量耗尽，小型柴油发动机会为发电机提供辅助电源。一家德国货运铁路公司正逐步将所有的柴油机更换为更环保的混合动力。该公司计划最终更换约 900 台旧机车，首批的货运机车计划将在 2023 年投入使用，调车机车预计在 2024 年投入使用。当混合动力阶段完成后，公司预计能源消耗将减少 30%，每年减少消耗一百万升的柴油。
图 1：RMOC18K 及其铁路应用（来源：RECOM）
此时 RECOM-PCS 可以提供标准设计搭配修改连接器，一个紧凑部件就包含了所有必需功能和铁路合规性。该设计以 RECOM-PCS 现有的 RMOC18k 为基础，原本是用来为公路车辆电池充电，但也非常适合满足铁路车辆段充电器的需求。RMOC18k使用由行业标准 CEE 32A 插座提供的三相 400V 交流输入来产生 18kW 的输出功率，直流输出电压范围高达 920V。PCS将执行有关专业连接和安装的所有铁路相关认证和机械设计。
图 1 为基本的 RMOC18K 以及混合动力机车应用的建议配置。
图 2：RMOC18K 模块的内部配置（来源：RECOM）
如图 2 所示，车载充电模块使用了 RMOC18K 作为主电源，不但为两个电池组供电还提供所有能够满足客户要求的功能，例如输出电压和电流计量、状态指示灯、输出保险丝 ，反向电压保护和过压保护。
低功率水平的铁路电池充电器
RECOM 也提供多种可级联功率等级的电池充电器，专为机车车辆、轨道旁或任何类型的铁路基础设施设计。SA320x 和 SA500x系列是紧凑型电池充电器，单机输出功率分别为3.2kW和5kW。它们的效率高达 94% 并具有满载时有源功率因数为 0.9 的有源 PFC。电池充电器还具有全方位输入保护（浪涌电流保护、EMI 滤波器和保护保险丝）和输出保护（过压、过流、短路和过热）。这些充电器也有均流功能因此可以并联运行以增加功率输出或实现冗余 n+1。这些部件使用三相 380 – 440V 交流电，无需中性线连接或高压直流输入。它们符合相关的铁路和工业标准，例如：
- EN 50155
- EN 62368-1
- EN 50121-3-2
- EN 50121-4
- EN 50124-1
- EN 50129
- EN 61373
- EN 45545-2
其他功能包括电池电流感测来监控输出和 RS485 MODBUS 或 CAN J1939 接口进行数据通信。
关于RECOM-PCS
RECOM-PCS 专注于迅速回复、高功率和全定制解决方案，这些解决方案经过验证平台设计可以很轻易配合各种应用而不必产生大量的开发或认证成本。RECOM 的定制和修改标准产品的服务包含低功率到高功率 AC/DC 和 DC/DC、电池充电器和调节器、交流逆变器、PFC 前端等。如果您在设计铁路、非公路或其他项目所需的电源时面临独特挑战，请联系我们。
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