超级电容在城市轨道交通车辆中的应用进展

轨道交通车辆逐渐由从高速、重载向绿色、智能技术转型,而超级电容的高比能、高功率、长寿命的优点,使其在轨道交通车辆领域获得快速发展。从近些年超级电容在轨道交通车辆的应用出发,重点阐述了超级电容在有轨电车的牵引、制动,地铁的制动能量回收、应急牵引,混合动力动车组的牵引加速、制动等方面的技术特点及进展。     

超级电容应用于蓄电池电力工程车的理论研究

在蓄电池电力工程车上采用复合电源（蓄电池+超级电容）系统,可以充分发挥蓄电池和超级电容各自的优势,从而显著改善电力工程车的动力性能,提高制动能量回收率,达到节约能源和提高经济效益的目的.文章结合设定工况,分析了蓄电池电力工程车复合电源的参数,并利用功率约束法,计算出了复合电源系统中超级电容的规模和数量.     

氢燃料电池有轨电车结构设计及控制方法研究

设计了由燃料电池、动力电池、超级电容3个动力单元组成的氢燃料电池有轨电车混合动力系统结构,并研究了车辆驱动模式和制动模式下的控制方法。驱动模式下,基于母线电压控制方式,按照燃料电池、动力电池、超级电容的先后次序,依次切入动力单元,响应车辆驱动功率要求;制动模式下,按照超级电容、动力电池先后顺序,吸收回馈电能。解决了燃料电池与复合储能系统双模式运行条件下的动力匹配问题,使车辆达到设计的目标最高车速,并改善了经济性。通过实车测试,分析了运行工况、氢气消耗和燃料电池功率变化情况,验证了混合动力系统结构和控制方法的可行性。     

一种混合动力内燃机车控制方法

介绍了一种基于柴油机和动力蓄电池组的混合动力内燃机车控制方法以及混合动力内燃机车电传动系统构成,然后就机车工况控制、蓄电池控制、功率匹配、制动能量回收等方面进行说明,并提出相应控制方法和控制策略.     

混合动力有轨电车列车控制和管理系统软件测试平台设计

针对燃料电池和超级电容混合动力有轨电车的列车控制和管理系统(TCMS)软件测试需求,运用Control Build仿真软件搭建了适用于燃料电池和超级电容混合动力列车的TCMS软件测试平台。该平台在具有列车电路和常用子系统仿真功能上,采用拟合方法搭建了燃料电池模型、超级电容模型、动力电池模型和列车能量流动模型,为TCMS软件进行混合动力能量管理和整车能量管理提供测试环境,提高了燃料电池超级电容有轨电车TCMS软件测试的范围和效率。     

混合动力米轨动车组于马来西亚上线运营

正2021年4月11日,由中车株机公司研制的混合动力米轨动车组在马来西亚上线运营。该动车组专为马来西亚东海岸非电气化线路打造,采用4节编组,运行时速120 km,在设计上充分体现了"绿色+智能"的理念。1)采用先进技术。该款动车组使用"内燃动力包+超级电容储能电源"混合动力系统。列车牵引时,超级电容可短时间提供大功率电流供列车启动加速;列车制动时,超级电容可吸收存储超过85%的制动能量。列车采用超级电容储能电源作为动力源之一,     

城市轨道交通超级电容技术

超级电容具备功率密度高(2～15 kW/kg),循环寿命长(10万～100万次),使用温度范围宽(-40～+70℃)和能量转换效率高(≥90％)等特点,在轨道交通领域可作为储能式有轨电车供电电源、再生制动能量地面储能系统和内燃机辅助启动装置.介绍超级电容储能基本原理,系统说明单体制备工艺以及模组组态方式,总结比较国内外主要厂家的技术特点,中国双电层超级电容已经实现全球单体最大容量12 000F批量生产,技术处于行业领先水平.针对影响超级电容储能装置使用寿命和安全的因素进行分析,并对轨道交通用超级电容系统未来研发方向进行展望.     

100％低地板轻轨车混合动力性能匹配计算

混合动力技术是唐车公司研制的100％低地板轻轨车的核心关键技术之一.现基于列车牵引力、牵引功率、牵引电机转矩的计算方法,综合考虑目标车辆动力性能要求,提出一套适应于不同工况运行时,混合动力系统电源输出功率分配及动力电池、超级电容的匹配计算方法.通过本计算方法,获得了一套符合目标车动力性能要求的混合动力系统配置,并可保证较高的能量利用效率.     

城市轨道交通车辆车载储能器件选型研究

随着城镇化的不断发展和人们的环境保护意识日益提升,有轨电车作为轨道交通的主要交通运输工具所体现出的节能环保和缓解交通压力等方面的优势,越来越成为城市规划者和交通装备制造商关注的重点。特别是随着材料技术和电力电子技术的不断进步,出现了以超级电容作为车辆牵引动力电源的储能式现代有轨电车,解决了城市景观和能量循环高效利用这两大问题,更好地实现了轨道交通与环境保护的和谐发展。文章围绕车载储能器件选型这一关键问题,对多种车载储能器件进行对比分析,论证双电层型超级电容作为车载储能设备的优势,并结合海珠线运营案例进行说明。     

一种城轨列车的混合动力能量优化控制

近年来,基于质子交换膜燃料电池的混合动力机车越来越受到机车业界的重视。在能量系统中燃料电池充当主要动力源,锂电池和超级电容充当能量支持和存储系统。将系统瞬时氢耗分为燃料电池瞬时氢耗、蓄电池和超级电容等效瞬时氢耗两个部分,建立数学模型,并提出系统瞬时氢耗最小时的能量管理策略,控制着重于计算最佳的燃料电池功率,最大限度地减少混合动力车的氢气消耗。通过仿真测试该能量管理策略对系统能量的优化程度,并与基于经典的比例积分控制策略进行比较。仿真结果表明,在整个驾驶循环期间,节省约5%的氢气消耗。