Дослідження енергоефективності накопичувача енергії для акумуляторного локомотиву

Анотація

Метою роботи є дослідження енергоефективності накопичувача енергії для акумуляторного локомотиву. Розроблено математичну модель для визначення коефіцієнту корисної дії бортового накопичувача енергії для режимів заряджання і розряджання. Для визначення параметрів літій-залізо-фосфатних комірок, необхідних для моделювання, використовуються зарядно-розрядні характеристики комірок. При розрахунках втрат у комірках враховано пульсуючий характер струму, який протікає через них. З використанням розробленої моделі проведено розрахунки та досліджено накопичувач енергії ємністю 1050 кВт×год, у кому використовуються комірки літій-залізо-фосфатні комірки CALB L173F176 ємністю 176Ah. За результатами розрахунків визначено, що при розряді коефіцієнт корисної дії змінюється у діапазоні 0,979…0,981 в.о. в залежності від струму та ступеня заряду комірки. У режимі заряду коефіцієнт корисної дії змінюється у діапазоні 0,981…0,983 в.о. Вищі значення коефіцієнта корисної дії досягаються при менших струмах та вищому ступені заряду комірки. Встановлено, що величина пульсації струму не істотно впливає на коефіцієнт корисної дії, крім режимів роботи з низьким ступенем заряду комірки. Розроблена математична модель дозволяє проводити обчислення коефіцієнту корисної дії бортового накопичувача енергії на основі літій-залізо-фосфатних комірок та дозволяє врахувати залежність ступеня заряду, температуру та кількість зарядів-розрядів, які найбільш пливають на параметри комірок. Отримані результати та модель для розрахунку корисної дії накопичувача енергії можуть бути використані при розробці накопичувачів для акумуляторного рухомого складу та гібридних енергетичних установок.