Аккумуляторная электрическая групповая единица - Battery electric multiple unit

В японском привести мир в поездах батареи по меньшей мере 23 батареи электрических несколько единиц в штатной эксплуатации, замена дизельные несколько единиц (DMU) на неэлектрифицированных маршрутах или неэлектрифицированных участках маршрута.

Батареи электрической множественный блок (BEMU) , батареи электрического железнодорожный вагон или аккумулятор железнодорожного вагон является электрическим приводом мультиединичный или железнодорожным вагоном , энергия которого происходит от аккумуляторных батарей приведения в движении тяговых двигателей .

Основным преимуществом этих транспортных средств является то, что они не используют ископаемое топливо, такое как уголь или дизельное топливо , не выделяют выхлопных газов и не требуют, чтобы у железной дороги была дорогая инфраструктура, такая как электрические заземляющие рельсы или воздушная контактная сеть . С другой стороны, вес аккумуляторов увеличивает вес автомобиля, а их дальность действия до перезарядки составляет от 300 до 600 километров (186 и 373 миль). В настоящее время аккумуляторные электрические агрегаты имеют более высокую закупочную цену и эксплуатационные расходы, чем бензиновые или дизельные железнодорожные вагоны. На маршрутах, по которым они работают, требуется одна или несколько зарядных станций, если только они не работают на электрифицированных и неэлектрифицированных путях, а батареи заряжаются от электрифицированных путей.

Аккумуляторные технологии значительно улучшились за последние 20 лет, расширив сферу применения аккумуляторных поездов и уйдя от ограниченных нишевых приложений. Британская компания Vivarail утверждает, что их поезда имеют запас хода до 100 миль при питании только от аккумулятора с 10-минутным временем зарядки. Такие диапазоны и время перезарядки аккумуляторов значительно расширяют сферу применения аккумуляторных или аккумуляторно-электрических поездов. Несмотря на более высокую закупку, на некоторых железнодорожных линиях аккумуляторные поезда экономически целесообразны, поскольку исключаются очень высокие затраты и обслуживание полной электрификации линии. Раньше включение слабо используемых неэлектрифицированных линий в электрифицированную сеть означало расширение дорогостоящей электрической инфраструктуры, в результате чего многие расширения становились нежизнеспособными. Современные аккумуляторные электропоезда могут работать на обоих типах путей. Ряд сетей метро по всему миру расширили электрифицированные линии метро с использованием аккумуляторно-электрической технологии, и ряд сетей рассматривают этот вариант.

С марта 2014 года в Японии курсируют пассажирские аккумуляторные поезда на нескольких направлениях. В Австрии есть воздушные электропоезда / электропоезда с аккумуляторными батареями, которые были введены в эксплуатацию в 2019 году. В январе и феврале 2015 года Великобритания успешно провела испытания платных пассажирских поездов с гибридным проводом и литиевыми батареями.

История

Вагон № 517 008 Немецкой национальной железной дороги, DB
British Rail BEMU, оперативно оплачивающий проезд с 1955 по 1966 год, теперь действует как маневровый поезд.

Эксперименты с аккумуляторными вагонами, как их первоначально называли, проводились примерно с 1890 года в Бельгии, Франции, Германии и Италии. Полное внедрение аккумуляторных поездов было предпринято с разной степенью успеха. В США железнодорожные вагоны типа Эдисон-Бич с никель-железными батареями использовались с 1911 года. В Новой Зеландии электровоз Эдисона с запасом хода 160 км эксплуатировался с 1926 по 1934 год на реке Литл-Ривер длиной 34 км. Ответвление . Никель-цинковые батареи Drumm использовались в четырех наборах из 2 автомобилей в период с 1932 по 1946 год на линии Harcourt Street в Ирландии . British Railways использовала свинцово-кислотные батареи в BEMU British Rail с 1958 по 1966 год на линии Абердин - Баллатер длиной 38 миль в Шотландии . BEMU имел успех, однако был выведен из эксплуатации, так как линия была закрыта. БЭМУ был восстановлен как маневровый поезд до тех пор, пока не будут построены надлежащие зарядные устройства. В Германии с 1955 по 1995 год железные дороги Deutsche Bahn успешно эксплуатировали 232 вагона класса DB ETA 150, в которых использовались свинцово-кислотные аккумуляторные батареи .

Суперконденсаторы

Трамваи с суперконденсаторами на трамвае Хайчжу в Гуанчжоу .

Ряд производителей трамваев предлагают трамвайные вагоны с аккумуляторными батареями, в которых тяговой аккумулятор сочетается с суперконденсатором, который будет заряжаться на каждой остановке. Основная мотивация использования трамваев с батарейным питанием - отказ от установки системы электрификации железных дорог . Использование ускоренной зарядки на каждой остановке позволяет уменьшить размер требуемой тяговой батареи. Ожидается, что эта технология будет перенесена на полноценные поезда.

В CAF Urbos 3 трамвайные было заказано для Севильи Metrocentro с Acumulador де Carga RAPIDA системы , которая использует короткие подвесные провода на каждую остановку для зарядки. Севильские трамваи ходят с Пасхи 2011 года.

Три трамвая Siemens будут отправлены в Доха , столицу Катара, в Образовательный городок . Сеть открылась в 2010 году. Воздушные провода не были проложены, так как 10 трамваев Avenio будут питаться от системы Siemens Sitras HES ( гибридного накопителя энергии ), сочетания суперконденсатора и тягового аккумулятора , которые заряжаются на каждой остановке через накладные расходы. кондукторный рельс .

Трамвай Combino с четырьмя автомобильными трамваями, оснащенными системой Sitras HES, регулярно курсирует от Алмады до Сейшала, Португалия, с ноября 2008 года. Он способен преодолевать расстояние до 2 500 метров без проводов.

В Китае открылось несколько трамвайных путей без контактной сети, которые подпитываются на трамвайных остановках и терминалах. 20.3km Хуайань трамвайная линия в Китае, был открыт в феврале 2016 года линии полностью свободной от контактной сети с использованием батарейным питанием трамваи , поставляемые КИРЦ Чжучжоу , который перезарядка на трамвайных остановках.

По стране

Австралия

Поезд Байрон-Бей на солнечных батареях в Байрон-Бей , Австралия.

Byron Bay Поезд службы в Байрон - Бей , Новый Южный Уэльс действует наследие класса вагона 600 . Вагон раньше был дизельным, который работал с 1949 по 1994 год. В вагоне было демонтировано дизельное оборудование с установленными электрическими тяговыми двигателями, которые были преобразованы в солнечную энергию с использованием аккумуляторной батареи для хранения солнечной энергии от панелей крыши вагона. Поезд на солнечных батареях начал эксплуатироваться на ранее заброшенном участке линии через Байрон-Бей в 2017 году. Считается, что это первый в мире поезд, работающий на солнечной энергии.

Трамваи CAF Urbos 3, работающие на суперконденсаторах, работают в сети легкорельсового транспорта Ньюкасла, при этом трамваи подзаряжаются на каждой остановке. Сети легкорельсового транспорта Канберры и Парраматта также планируют ввести в свои сети автомобили CAF Urbos 3 с батарейным питанием. Они будут работать от батареи в отдельных частях своих сетей.


Австрия

В Австрии проходят испытания аккумуляторный поезд Siemens Desiro

Австрийские федеральные железные дороги закупили 189 поездов Siemens Desiro ML с 2013 по 2020 годы. Один из этих поездов был преобразован в аккумуляторный электропоезд и получил название cityjet eco . Аккумуляторно-электрическая версия поезда Siemens оборудована для работы с батареями и воздушными проводами, при этом дальность действия батареи составляет всего 80 км, а максимальная скорость составляет 100 км / ч в режиме работы от батареи. Поезда проходят испытания на региональных и пригородных линиях электрифицированного и неэлектрифицированного пути. Услуги по тестированию начались в сентябре 2019 года на линии долины Камп между Хорном и Санкт-Пёльтеном .

Дания

Аккумуляторный поезд Stadler FLIRT Akku на испытаниях в Дании

С конца 2020 года аккумуляторные поезда Stadler FLIRT Akku будут испытывать на двух линиях: 25-километровая линия Хельсингёр - Хиллерёд в Северной Зеландии и 18-километровая линия Лемвиг на севере Западной Ютландии. В случае успеха поезда будут полностью готовы к эксплуатации, заменив существующие дизель-поезда в 2025 году.

Франция

В январе 2021 года Bombardier подписала новый контракт на модернизацию и введение предварительной серии из пяти аккумуляторных поездов AGC к 2023 году в сотрудничестве с SNCF и пятью регионами Франции, включая Овернь-Рона-Альпы , Верх-де-Франс , Нувель. Аквитания , Окситания и Прованс-Альпы-Лазурный берег . 5 поездов AGC будут переведены на работу от батарей, чтобы помочь французскому рельсовому транспорту обезуглерожить. Идея состоит в том, чтобы преобразовать двухрежимные ( цепная и дизельная) самоходные самоходные поезда большой емкости в двухрежимные АРУ с батарейным питанием. Этот проект предлагает доказательство концепции и путь к отказу от дизельных поездов к 2035 году - цели, поставленной французским правительством и SNCF .

Германия

Действующие в Германии аккумуляторные электропоезда Siemens Mireo Plus B с запасом хода до 80 км при работе только от аккумулятора.

В 1887 году первые немецкие вагоны-аккумуляторы были введены в эксплуатацию Королевскими баварскими государственными железными дорогами .

DB класса ETA

До Второй мировой войны классы ETA 177–180. Послевоенный DB Class ETA 176 (позже 517) и, наконец, закончился DB Class ETA 150 (позже 515) . Последние использовались до 1995 года, а затем были модернизированы в Nokia ETA , окрашены в светло-серый и зеленый цвета и установлены на так называемую железную дорогу Nokia (номер расписания RB 46), в настоящее время Glückauf-Bahn из Гельзенкирхена через Ванне-Эйкель в Бохум .

Stadler Flirt Акку

В июле 2019 года железнодорожная администрация земли Шлезвиг-Гольштейн NAH.SH наградила Stadler заказом на сумму 600 млн евро на 55 составных поездов Flirt Akku с батарейным питанием и техническое обслуживание в течение 30 лет. Поезда с запасом хода на батареях 150 км начнут вводиться в эксплуатацию в 2022 году, заменив DMU на неэлектрифицированных маршрутах.

Siemens Mireo Plus B

Пять маршрутов: Оффенбург - Фройденштадт / Хорнберг, Оффенбург - Бад-Грисбах, Оффенбург - Ахерн, Ахерн - Оттенхёфен и Биберах (Баден) - Оберхармерсбах-Рирсбах, будут работать с декабря 2023 года на электрифицированной и неэлектрифицированной трассе, 120-местной трассе Seimens Mireo Plus B. электропоезда с батарейным питанием / воздушные линии электропередачи. При работе только от батареи поезда имеют запас хода до 80 километров.

Грузия

Поезд EP-563 на станции Анакопея, Новоафонская пещерная железная дорога в Джорджии

На Новоафонской пещерной железной дороге в Абхазии ( Грузия) есть три узкоколейных аккумуляторных электропоезда, построенные Рижским заводом железнодорожного машиностроения в Латвии . Два поезда ЭП «Турист» были построены в 1975 году и модернизированы в 2005 и 2009 годах, а новый поезд ЭП-563 был построен в 2014 году. С 2014 года это был единственный поезд, который использовался. Первый поезд Ep базируется на станции Анакопея для дублирования поезда Ep 563 в случае неисправности. Еще один поезд Ep базируется в депо. Каждый поезд состоит из 6 вагонов, в том числе 1 вагона управления с двигателями и силовым оборудованием и 5 вагонов-прицепов для пассажиров. Обе модели могут работать либо на третьем рельсе с 300 В постоянного тока, либо от батарей с 240 В постоянного тока, используемых для коротких неэлектрифицированных участков на стрелочных переводах без третьего рельса, а также на пассажирских станциях, где третий рельс не имеет напряжения по соображениям безопасности.

Венгрия

С 2023 по 2029 год будет постепенно поставлено 50 аккумуляторных электропоездов для использования на железных дорогах Венгрии. Поезда будут иметь дальность действия 80–120 км со скоростью 100 км / ч. Маршрут 29 будет принимать первую партию поездов, а затем следующие поезда, которые будут курсировать на реконструированной линии Будапешт-Лайошмижей. Новые аккумуляторные электропоезда также будут работать на линиях: Дьёр - Сомбатхей, Мишкольц - Озд, Эстергом - Комаром, Дьер - Кестхей - Капошвар - Печ и Сольнок - Хатван и Сомоскуйфалу.

Аккумуляторные электропоезда будут способны работать как на электрифицированных воздушных линиях 25 кВ, 50 Гц, так и на неэлектрифицированных линиях с использованием батарейного питания.

Ирландия

Между 1932 и 1949 годами между Дублином и Бреем успешно курсировали два аккумуляторных электропоезда . Два дополнительных поезда были построены и введены в эксплуатацию в 1939 году, которые также ходили до 1949 года. Батареи поезда заряжались на каждой конечной остановке через подвесной пикап. Поезд мог развивать скорость 60 миль в час / 105 км / ч, хотя эксплуатационная скорость обычно ограничивалась до 40 миль / ч / 66 км / ч.

В 2019 году Ярнрод Эйрианн объявил, что купит 250 новых вагонов с возможностью увеличения до 600 в течение 10-летнего периода для использования в сети DART . Заказ будет состоять как из электропоездов, так и из аккумуляторных электроприводов.

Япония

Сверхскоростной пассажирский экспресс N700S

Скоростной поезд N700 с резервным аккумулятором.

В поезде N700s была введена резервная батарея в июне 2020 года. Батареи питают поезд на пониженной скорости до ближайшей станции в случае отключения электроэнергии. Поезд курсирует по линии Токайдо Синкансэн между Токио и Син-Осакой и по линии Саньо Синкансэн между Син-Осакой и Хакатой.

NE Train Smart Дэнчи-кун

В Японии компания JR East провела испытания аккумуляторного электрического вагона « NE Train Smart Denchi-kun », выпущенного в 2009 году. Это транспортное средство способно работать под напряжением 1500 В постоянного тока по воздушным проводам или только от батареи на расстоянии до 50 км от воздушных линий. источник питания. Батареи заряжаются через пантограф либо при работе от сети электропитания, либо на специально построенном зарядном устройстве.

EV-E301 серии

С марта 2014 года электрический многоканальный аккумулятор серии EV-E301 с воздушным проводом 1500 В постоянного тока и возможностью питания от аккумулятора начал приносить доход на неэлектрифицированной линии Карасуяма протяженностью 20 км (12 миль) .

С 4 марта 2017 года аккумуляторные электропоезда на этом маршруте полностью заменили дизель-поезда. В эксплуатации находятся четыре двухвагонных комплекта, каждый из которых оснащен литий-ионным аккумулятором мощностью 190 кВтч.

Поезда подзаряжают свои батареи на станции Карасуяма (конец линии) через пантографы , используя жесткую токопроводящую шину, размещенную там, где должны быть воздушные провода, подключенную к местной электросети. На другом конце, в Хосакудзи , линия Карасуяма пересекает электрифицированную главную линию Тохоку . Затем поезда продолжают движение по электрифицированной главной линии Тохоку до Уцуномия , где пассажиры могут пересесть на высокоскоростные поезда Синкансэн .

BEC819 серии

BEC819 на станции Кашии

С апреля 2016 года JR Kyushu начал пробную эксплуатацию двухвагонного поезда BEMU серии BEC819, получившего прозвище «DENCHA», на части главной линии Chikuh , прибыльное обслуживание запланировано на октябрь того же года, и запланировано еще шесть поездов. будет введен в эксплуатацию весной 2017 года. Он также может питаться от воздушной линии переменного тока. В серии BEC819 батареи электрических поездов был введен в эксплуатацию на счет услуг по Fukuhoku Ютака линии в октябре 2016 года, которая электрифицированных на 20 кВ 60 Гц переменного тока и неэлектрифицированных Chikuho Main Line, известный как «Wakamatsu Line», между Orio и Вакамацу.

Емкость аккумулятора 360 кВтч.

В 2019 году на линии Кашии было введено в общей сложности 11 новых поездов BEC819 , которые заменили все дизельные поезда, ранее использовавшиеся на этой линии. Таким образом, общее количество комплектов поездов BEC819, обслуживаемых коммерческой службой, достигло 18.

EV-E801 серии

EV-E801 на станции Оиваке , Акита

Новый двухвагонный поезд BEMU серии EV-E801 был представлен на неэлектрифицированной линии Ога протяженностью 26,6 км (16,5 миль) в префектуре Акита в марте 2017 года. Он имеет некоторые общие характеристики с поездами BEC819: в нем используется батарея на 360 кВтч и заряжается от воздушной сети переменного тока 20 кВ 50 Гц вместо воздушной линии постоянного тока 1500 В, которая использовалась в более ранних поездах EV-E301.

Объединенное Королевство

Test Electrostar Train преобразован для работы от батарей и проводов

Исторически на британских железных дорогах использовалось несколько аккумуляторных электропоездов. British Rail BEMU был выведен из эксплуатации , так как линия Абердина Баллатера в Шотландии была закрыта в 1966 году поезда были отремонтированы быть готовым к повторному использованию на Королевской Deeside железной дороге . British Rail Class 419 , двигатель багажного вагона, функционировал с 1959 по 2004 году, который может работать на любом на батарейках или третий рельс , используются для короткой неэлектрифицированной секции на набережных.

На Соединенное Королевство приходится почти две трети, 58% железнодорожной сети протяженностью 20 000 миль по неэлектрифицированным путям, которые потребляют 469 миллионов литров дизельного топлива ежегодно. Марк Карн из Network Rail , ответственный за пути британской железнодорожной сети, в марте 2017 года заявил: «Идея о том, что вам нужно электрифицировать весь маршрут, больше не актуальна. Я думаю, что там, где у нас есть гибридные поезда, , что открывает довольно много интересных возможностей для частичной электрификации ». Карне также заявил: «Технологии развиваются такими темпами, что можно добиться большей надежности без строительства неприглядных воздушных кабелей». Он добавил, что разработки в области аккумуляторов таковы, что вскоре может оказаться рентабельным замена дизельных двигателей на аккумуляторные или гибридные устройства, что позволит сэкономить огромные затраты на прокладку линий электропередач над каждым участком пути.

Такие компании, как британские Hitachi , Vivarail и Bombardier , взяли на себя обязательства по производству аккумуляторных электропоездов или производят их. Эти поезда будут либо новыми единицами, либо преобразованием существующих единиц, чтобы выполнить цели внедрения Network Rail поездов с батарейным питанием.

В 2015 году после установки литиевых батарей один-единственный « Электростар» класса 379 начал пассажирские перевозки на линии Mayflower в графстве Эссекс. Поезд может проехать до 60 миль (97 км) за счет энергии, хранящейся в батареях, а также подзаряжая батареи через воздушные провода на электрифицированных участках линии, на станциях и посредством регенерации тормозов . Судебный процесс длился один месяц с января по февраль. Network Rail относится к этой модели-прототипу и ее возможным будущим потомкам как к независимым электрическим многоблочным единицам (IPEMU).

Через месяц после судебного разбирательства в марте 2015 года компания Network Rail предложила внедрить поезда с батарейным питанием для рассмотрения пятнадцати станций, работающих на дизельном топливе, протяженностью 27 миль от Рексхэма до Бидстона , линия Borderlands . [1] Цель состоит в том, чтобы объединить линию в электрическую 3-ю рельсовую линию Merseyrail Wirral Line, идущую в подземную часть центра Ливерпуля , что сделает Рексхэм одним из ответвлений линии. Линия представляет собой дизельный поезд, который не может проехать к подземным туннелям и станциям 3-й электрической линии Биркенхед и Ливерпуль Мерсирейл. Если будут введены аккумуляторные поезда, которые будут курсировать по туннелям, линия Borderlands будет включена в линию Wirral Line и станет городской линией метро между Ливерпулем и Рексхэмом.

Дизельные поезда на медленной линии Borderlands заканчиваются на железнодорожной станции Bidston в Биркенхеде, и пассажирам приходится пересесть на электричку Merseyrail, чтобы добраться до центра Ливерпуля. Network Rail предложила использовать подвижной состав с двойным аккумуляторным питанием / 3-й рельс без полной электрификации линии, что обеспечило более дешевый метод включения линии в Wirral Line. Поезда будут останавливаться только в Рексхэме, а в конце линии в Ливерпуле поезда будут двигаться по петле электрифицированных подземных туннелей в центре Ливерпуля с тринадцатью станциями. По мере того как поезд движется по замкнутой электрифицированной линии от Бидстона и обратно, аккумуляторы поезда заряжаются.

Класс 777

Класс 777. Компания Stadler провела аккумуляторно-электрические испытания в Ливерпуле .

Liverpool City Регион Совмещенный Authority был объявлен в июле 2021 года, что испытания версии BEMU их новый класс 777 на Merseyrail сети показала , что они были способны путешествовать до 20 миль (32 км) без оплаты. Версия Class 777 с аккумуляторной батареей обеспечит возможность использования услуг Merseyrail из Ливерпуля в Скелмерсдейл , Рексхэм , Уоррингтон и Ранкорн без полной электрификации линии.

Класс 230

Аккумуляторный электропоезд Vivarail

Компания Vivarail произвела поезд класса 230, который преобразован из дублирующих поездов D-Stock в лондонском метро . Второй демонстрационный образец, двухвагонный 230002, был приспособлен для работы от батареи, в отличие от дизель-электрического двигателя более раннего демонстрационного агрегата 230001. Vivarail разработала быстрое зарядное устройство, обеспечивающее запас хода до 100 миль с временем подзарядки 10 минут. Электроэнергия обеспечивается двумя литий-ионными батареями на вагон, по четыре на поезд, мощностью 106 кВт · ч, при ожидаемом сроке службы батарей семь лет.

В 2017 году аккумуляторные поезда Vivarail рассматривались для использования в сети Valley Lines в Южном Уэльсе. В поездах будет питание от батареи, способные заряжаться через 25 кВ OHLE .

Соединенные Штаты

Вагон-аккумулятор Эдисон-Бич был разработан Томасом Эдисоном и Ральфом Х. Бичем. Последний возглавлял Железнодорожный Storage Battery Car Company и Electric Car & Локомотивную Corp . Вагон № 105 железной дороги Аляски был вагоном Эдисон-Бич, и его образцы эксплуатировались на железной дороге Центрального Вермонта, курсирующей между Миллерс-Фолс, Нортфилдом и Западным Таунсендом. Примечательной особенностью автомобилей Эдисон-Бич была система привода Бич. Каждое колесо было установлено на шарикоподшипниках на мертвой оси и приводилось в движение индивидуальным тяговым двигателем через зубчатую передачу .

Смотрите также

использованная литература