Тяговый электропривод на основе батареи топливных элементов и бортового инерционного накопителя энергии для мотор-вагонного поезда

Abstract

В работе рассмотрены тяговый электропривод на основе топливных элементов и инерционного накопителя энергии для мотор-вагонного подвижного состава. Предложен принцип управления потоками мощности в тяговом электроприводе в режимах разгона и торможения подвижного состава. Разработана математическая модель тягового электропривода в виде совокупности трех составляющих: поезда, тягового блока и батареи топливных элементов. С помощью нее исследована работа предложенного тягового электропривода при решении тестовой тяговой задачи для подвижного состава. Установлено, что при применении инерционного накопителя энергии уменьшается расход водорода не менее чем на 25 %, что обеспечивает увеличение пробега подвижного состава между экипировками более чем на 30 %.

The aim of the work is to study the possibility and features of the use of inertial storage devices in the traction electric drive of multi unit train with a power plant based on fuel cells. Methodology. The principle of power flow control in traction electric drives in the modes of acceleration and braking of rolling stock is proposed. The mathematical model of the traction electric drive in the form of the combination of three components: the train, the traction unit and the battery of fuel cells is developed. It was used to study the operation of a traction electric drive when solving a test traction task for rolling stock. Results. It is established that the use of inertial energy storage reduces hydrogen consumption by at least 25 %, which increases the mileage of rolling stock between equipment by more than 30 %. Originality. The traction electric drive on the basis of fuel elements and the inertial energy storage for the multi unit train is offered. The work of the proposed traction electric drive in solving the test traction problem for rolling stock is investigated. Practical significance. A mathematical model of the traction electric drive has been developed. The test traction problem for rolling stock is solved.