超级电容圆形单体有限元分析

文章基于ABAQUS分析软件,建立了某圆形超级电容单体壳体的有限元模型,分析其在不同压力作用下圆形电容器单体不同部位,特别是焊缝和防爆槽处的应力分布和变形情况,以找出防爆槽的开启压力及压槽处的最大承载压力,为改进设计提供依据;同时,还分析不同防爆槽厚度的屈服点和塑性变形点。仿真研究结果表明：现设计方案的防爆槽在2.0 MPa压力作用下,满足设计要求。     

考虑电流约束的轨道车辆车载超级电容优化配置

超级电容能量存储装置只依据容量和功率约束进行配置设计,在不考虑超级电容最大电流的约束情况下,将严重影响超级电容存储装置的使用寿命,为此开展满足城市轨道交通车辆制动能量回收的车载超级电容理论及优化配置研究。在考虑功率和容量的同时,兼顾超级电容最优的最大电流约束,通过超级电容能量存储配置方法的理论分析得出电容装置配置的最优电容数、最优的放电深度dopt和最优的最大电流Isc,max。通过Matlab仿真,确定了以南京地铁1号线车辆为例的超级电容能量存储装置的电容装置最优配置,以及控制过程中所需的最优的最大电流Ic,max,为车载电容储能系统的设计提供了依据和示范。     

城市轨道交通车辆储能技术研究

介绍了目前已在国内外城市轨道交通车辆上使用的电池组、飞轮和超级电容等储能技术。从性能和经济性方面对三种储能设备进行了比较,指出超级电容是最为理想的储能方式。通过比较超级电容的车载和地面模式,提出超级电容车载模式是最为经济的储能模式。     

淮安市超级电容现代有轨电车技术研究

采用新型绿色能源超级电容的现代有轨电车对落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。基于江苏省淮安市超级电容现代有轨电车工程设计研究,开创设计超级电容数字智能集成方案的关键技术,提出了数字化、绿色化、低碳化新技术的设计理念和超级电容在现代有轨电车安全运营中应用的设计方案,并在超级电容现代有轨电车应用技术的研究上取得了重要突破。     

超级电容储能系统在轨道车辆的应用

分析了超级电容储能系统的工作原理,以TMS320F28335作为主控芯片,采用双闭环策略控制超级电容的充电与放电。应用Maxwell的超级电容器组与双向DC/DC变流器构建了超级电容储能系统。列车制动时,超级电容充电,吸收再生电能;在车辆起动或无电区时,超级电容放电,为列车提供电能。实现节能减排功能,具有很好的经济和社会效益。     

现代有轨电车超级电容供电的充电参数分析

介绍了高能超级电容的工作原理及其在现代有轨电车领域的应用情况。针对超级电容的充电特性,结合实际工程案例中现代有轨电车运营交路的需求,分析计算在现代有轨电车运行过程中超级电容剩余的电量。提出了对车载超级电容充电参数配置的建议。     

无轨电车超级电容散热系统研究

文章对无轨电车超级电容系统的散热结构进行了相关研究,提出了一种全新的通风散热解决方案。首先,研究了超级电容系统的发热原理,建立了超级电容模组三维稳态传热模型;然后,基于ANSYS Workbench软件对该模型进行仿真计算,得到的结果与试验数据基本一致;最后,提出针对该模型的通风散热设计方案。仿真结果表明,超级电容系统的各个模组温度下降了1 ℃左右,模组间最大温度差为2 ℃,较好地保证了超级电容工作温度的一致性,确保了超级电容系统较好地运行在无轨电车的应用中。     

城市轨道交通车载超级电容的优化配置方法

从功率、容量及最优的放电深度等方面研究了满足车辆制动能量回收的城市轨道交通车载超级电容理论及优化配置。通过超级电容能量存储配置方法的理论分析,得出电容装置最小的电容总数及电容最优的放电深度的算法。在满足能量存储的条件下应使电容总数最小。算例分析表明,超级电容储能装置的电容设备不仅要考虑功率和容量的要求,还要考虑电容的配置和放电深度。     

城市轨道交通车辆制动车载储能系统研究

通过分析建立轨道交通车辆制动车载储能系统的必要性,提出使用超级电容型储能系统的合理性。建立了城市轨道交通车辆制动车载储能系统模型,介绍了制动车载储能系统的工作原理,分析了主要器件参数的选取依据,其中包括超级电容电压范围的选取、超级电容器容量、超级电容器数量和电感量的确定。通过仿真计算再生制动能量的大小,从基于功率—容量约束确定最优初始充电电压,完成了超级电容阵列优化配置,为后期储能系统的整体结构设计以及电感和电容的选取提供了理论依据。     

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。     

超级电容在地铁制动能量回收中的应用研究

针对机车启动、制动对直流母线电压的影响,提出一种基于超级电容的储能装置,该装置通过双向DC-DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动过程的暂态能量,分析了超级电容储能系统充放电控制策略,搭建了一个750V直流电气化铁路仿真平台,仿真结果验证了超级电容储能系统能够维持直流母线电压稳定,有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和避免再生制动能量的浪费。     

铁路信号变压器容量的合理选择

铁路信号负荷中包含有道岔这类短时冲击负荷,为了防止信号变压器过载,通常选取较大容量变压器,即便充分考虑到了变压器的短时过载能力,也会带来不必要的变压器损耗,为此,介绍如何结合超级电容器来合理选择信号变压器容量的方法。并由仿真结果可见,超级电容器可以快速准确地跟踪负荷变化做出响应,此时变压器端口处的功率变化近似为零,即道岔动作时的冲击负荷由超级电容器承担,变压器则只需要承受常态负荷,此时根据常态负荷来选择变压器容量即可,避免选用大容量变压器带来的损失。     

基于超级电容的再生制动能量吸收装置分析

为解决地铁接触网压因再生制动而升高的问题,以北京地铁13号线为例,利用制动特性曲线进行分析,仿真并计算出列车再生制动能量大小,以此为基础,设计储能系统的电容量等参数和储能阵列的串并联方式。利用Simulink仿真平台,模拟网压变化,对超级电容储能系统进行仿真分析,验证了系统功能的有效性,为实际工程提供了理论指导和依据。     

有轨电车储能式系统配置方案及供电系统研究

超级电容能量密度低,以超级电容为储能元件的储能式有轨电车储能能量较少,有可能出现由于能量不足而故障停车。为解决该类问题,基于对有轨电车超级电容系统和供电系统的分析,提出车载储能系统配置改进方案。通过对改进方案的仿真分析及经济性分析,认为基于锂离子电池的储能系统方案在满足有轨电车原有牵引特性不变的前提下,具有更好的经济性。在有轨电车全寿命周期(30年)内,该方案供电系统的建设成本、储能系统一次性采购及更换成本,以及运营成本都大幅下降,全寿命周期成本降低了51.14%,具有良好的工程应用前景。     

地铁SCADA智能通信接口装置电源的改进及应用

地铁电力监控系统(SCADA)中大量存在主控制柜之外单独安装智能通信接口装置的情况,该装置往往就地获得电源。在地铁400 V系统分段切换瞬间,会造成该装置意外掉电,装置重启影响数据采集。阐述接口装置电源内嵌超级电容的改进思路,分析与传统的外围解决方案的区别,根据成都地铁建设实践,评价内嵌超级电容改进方案。