CBS 10K DC/DC-Wandler zum Starten des Dieselgenerators in Hybridzügen
neuester DC/DC-Wandler CBS-10K

14.02.2023
von Abteilung Stromversorgungen

In diesem neuen Artikel möchten wir vorstellen, wie unser neuester DC/DC-Wandler CBS-10K mit einer „ Start-up-Dieselmotor “-Anwendung in Hybridzügen funktioniert. Der CBS-10K wurde nach Schienenfahrzeugstandards entwickelt und ist die perfekte Ergänzung zum Starten des Dieselmotors in Diesel-Elektro-Hybridzügen.

Wie funktioniert ein Hybridzug?

Mit dem Ziel eines umweltfreundlichen Verkehrssystems wurde die Eisenbahninfrastruktur in den letzten Jahren so ausgebaut, dass die Züge weniger Schadstoffe verbrauchen. Die elektrische Traktion bietet den Umweltvorteil, den CO2-Ausstoß erheblich zu reduzieren, sowie den Lärm in Großstädten zu reduzieren.

Große Unternehmen der Bahnindustrie haben sich verpflichtet, umweltfreundlichere Züge einzubauen. Infolgedessen gab es ein bemerkenswertes Wachstum in der Hybridtechnologie, bei der Züge Diesel- und Elektromotoren kombinieren.

Hybridzüge sind in Reihe geschaltet, sodass der Elektromotor für den Antrieb der Räder des Zuges verantwortlich ist. Der Diesel-Verbrennungsmotor ist für den Antrieb der Batterien und des Elektromotors als Stromerzeuger zuständig.

Züge mit Hybridmotoren können sowohl auf elektrifizierten als auch auf nicht elektrifizierten Gleisen (oder einer Kombination aus beiden) installiert werden, da sie je nach Verfügbarkeit einen der beiden Motoren verwenden können. Wenn zum Beispiel die Batterien während der Fahrt auf einer nicht elektrifizierten Strecke leer werden, kann der Zug jederzeit komplett auf den Dieselmotor umsteigen.

Bei elektrifizierten Oberleitungen darf die Energierückgewinnung beim Bremsen nicht zugelassen werden, was bedeutet, dass nicht nur im Dieselmodus, sondern auch im Hybridmodus gefahren werden muss. Durch den Einsatz von Batterien kann auch die Oberleitungsspannung reduziert werden, da bei Spitzenenergiebedarf (Beschleunigungen) die Batterie den Betrieb übernimmt.

Wofür wird der CBS-10K-Umrichter in Hybridzügen eingesetzt?

Abbildung 1: Das Gerät kann im Zug installiert werden, um die Batteriespannung (110 VDC) auf einen Gleichspannungsbus (DC) mit höherer Spannung (500 VDC) umzuwandeln. Der Zug im Oberleitungsbetrieb versorgt alle Systeme über den DC/DC-Wandler (1500/500 VDC).

Abbildung 2: Bei einem Oberleitungsausfall verwendet der CBS-10K DC/DC-Wandler die Batteriespannung, um den bidirektionalen Gleichrichter über den 500-V-DC-Bus zu speisen, der als Wechselrichter fungiert und die Lichtmaschine (in diesem Fall den Motor) speist, damit der Diesel Generator startet.

Abbildung 3: Sobald der Generator gestartet wird, schaltet er in den „Dieselmodus“, in dem der Generator die Motoren über die Lichtmaschine und den Traktionswechselrichter speist und den Gleichrichter durchläuft.

Abbildung 4: Zusätzlich zu dieser Anwendung ist der CBS-10K DC/DC-Wandler auch in der Lage, den Zug im Depot von den Zugbatterien mit ultralangsamer Geschwindigkeit zu bewegen, um Wartungsarbeiten durchzuführen.

In diesen beiden Anwendungen kommt unserem Gerät eine hohe Bedeutung zu, da es ein wesentliches System zum Starten des Dieselgenerators und zum Betrieb mit maximaler Effizienz ist.

Mit einer durchschnittlichen Ausgangsleistung von 6kW ermöglicht diese Serie von DC/DC-Wandlern eine Parallelschaltung und erhöht so die Ausgangsleistung. Alle Modelle bieten einen 500-VDC-Ausgang und wurden mit SiC-Technologie entwickelt , die ihnen eine hohe Leistungsdichte verleiht.

Das bemerkenswerteste Merkmal ist sein Einzelausgang, der eine maximale Spitzenleistung von bis zu 10 kW für 40 Sekunden bietet.