计及驾驶风格的氢燃料电池有轨电车自适应能量管理策略

半独立路权运行模式下,氢燃料电池混合动力有轨电车驾驶员的驾驶风格影响锂电池荷电状态,从而对整车运行经济性有较大影响。提出一种结合驾驶员驾驶风格的自适应能量管理策略,以提高能量管理策略对工况和驾驶风格的适应性。首先,考虑不同的道路工况对驾驶员驾驶风格的影响,通过K-均值聚类算法对行驶工况进行识别,将行驶工况分为低速、中速、高速3类;引入冲击度和加速度标准差构建基于模糊逻辑的算法,对驾驶风格进行识别,将驾驶风格分为迟钝型、标准型、激进型3类。其次,建立系统瞬时氢耗量最优的目标函数,在满足约束条件的前提下,引入锂电池荷电状态等效因子修正系数,针对不同驾驶风格调整传统等效氢耗最小策略中相应的等效因子,以实现等效因子随驾驶风格的改变实时变化。最后,将该策略与传统等效氢耗最小策略、庞特里亚金极小值策略进行仿真对比分析,结果表明：该策略能实现3个动力源功率分配最优;锂电池和超级电容荷电状态波动曲线相较于其他2种策略最为平滑;在续驶里程结束时混合动力系统氢耗量为1.39 kg,具有最为优越的燃油经济性;母线电压最大偏移率最小;能使3个动力源平稳出力,具有较强的系统稳定性。研究结果为进一步提高有轨电车实...     

燃料电池混合动力100%低地板有轨电车设计

设计了一种基于"燃料电池+超级电容+动力电池"的新型混合动力100%低地板有轨电车。针对燃料电池混合动力系统的特点,进行了新型有轨电车混合动力系统能量管理策略,牵引系统的参数匹配设计,以及余热利用方案设计。在此基础上,确定了有轨电车的主要技术规格和设计参数,并对燃料电池混合动力系统、牵引、制动、列车网络等系统主要特点进行了介绍。车辆经过型式试验验证,各项性能指标完全满足设计要求,此新型有轨电车已成功投入运营。     

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。     

燃料电池混合动力列车建模与运行控制研究

为提高燃料电池混合动力列车的燃料经济性,实现混合动力系统功率的合理分配,对以燃料电池、超级电容和动力电池为动力源的混合动力轻轨列车进行研究。通过分析混合动力系统结构,建立各动力源模型和基于列车自动运行(ATO)模式的系统仿真模型。在保证列车动力性能和燃料电池平稳运行的前提下,以合理分配功率为目标,提出一种基于10个工作模式的能量管理策略,以供能量管理系统根据需求进行选择。仿真结果表明:燃料电池在其高效运行区域内平稳工作,建立的系统模型满足列车运行仿真的需求;相比燃料电池两档式工作策略,所提出的能量管理策略耗氢量减少约17.4%;相比动力电池优先回收制动能量策略,回收的再生制动能量增加约8%。     

基于Wiedemann模型的有轨电车运行过程仿真

以Wiedemann模型为基础,提出并建立了 一种基于生理-心理类模型的有轨电车运行仿真模型,并对模型进行校正和实际验证.该模型主要针对现代有轨电车司机驾驶行为和有轨电车牵引制动特性进行研究和分析.实际验证结果表明,该模型能有效地模拟有轨电车的运行过程.     

基于Wiedemann模型的有轨电车运行过程仿真

以Wiedemann模型为基础,提出并建立了 一种基于生理-心理类模型的有轨电车运行仿真模型,并对模型进行校正和实际验证.该模型主要针对现代有轨电车司机驾驶行为和有轨电车牵引制动特性进行研究和分析.实际验证结果表明,该模型能有效地模拟有轨电车的运行过程.     

无线传能/储能混合动力有轨电车运营能耗需求研究

为降低有轨电车的运行能耗,基于列车牵引计算模型,对无线传能/储能混合动力有轨电车在不同运行工况下的能耗进行分析。首先通过机车动力学模型和线路数据建立列车牵引计算模型,然后分析不同最大加/减速度、最大运行速度(匀速运行时的速度)和载客量对每公里能耗和平均功率的影响,最后讨论不同充电倍率下的能量回收率。仿真结果表明:最大运行速度对车辆每公里能耗和平均功率影响最大,载客量次之,而最大加速度的影响最小;锂电池在20C充电时能够回收所有制动能量。     

基于混合碳化硅器件的城市轨道交通车辆牵引节能研究

以碳化硅为代表的新一代半导体器件在城市轨道交通车辆中的应用对车辆牵引电传动系统技术的发展意义重大。将混合碳化硅器件应用于城市轨道交通车辆牵引系统中，能极大地发挥碳化硅器件高温、高频和低损耗的特点，提高车辆牵引系统效率，实现牵引系统的节能降耗目标。与硅功率器件的电机损耗相对比，混合碳化硅功率器件的电机损耗可降低4%;通过更换功率器件、配套新型牵引控制单元，以及采用新的PWM(脉冲宽度调制)控制算法，降低了功率器件的开关损耗和导通损耗。在此基础上，优化了碳化硅功率器件的控制算法，以抑制电流谐波、降低电机损耗。软件仿真和装车测试结果验证了该混合碳化硅器件在车辆牵引系统中的节能效果。     

基于有轨电车运行特性的电源参数匹配研究

动力电源的参数匹配是储能式有轨电车电源系统研究的重要内容之一,能够为车辆电源系统设计提供理论参考。针对动力电池与超级电容混合型有轨电车,基于其运行特性,给出储能系统功率和能量需求的求解方法及电源系统所需满足的约束条件。在此基础上,基于逻辑门限的功率分配策略,对电源系统参数进行匹配,以电源系统初始成本和质量最小为优化目标来选取参数,逐步探索得出合适的参数范围。结果表明,根据该方法所选取的电源系统参数能够满足需求。     

混合动力有轨电车运行能耗研究

混合动力有轨电车在紧密城市轨道交通网络的过程中发挥着重要的作用,对其运行能耗进行分析有助于优化轨道交通建设、缩减运输成本以及制定相关节能措施等。基于能量守恒定律,建立有轨电车能耗计算数学模型,分析、研究有轨电车在不同工况运行时的速度、坡度、曲线半径、车重、车载辅助设备功率等因素对运行能耗的影响,并以国内研发的某储能式有轨电车为原型车对运行能耗进行实证计算。     

基于锂离子电池的双动力动车组电池系统设计

针对锂离子电池在动车组上的应用特点,结合双动力动车组的牵引制动特性,对双动力动车组牵引动力电池系统进行需求分析.通过仿真计算,确定在电池系统供电运行下动车组对牵引动力电池系统的能量和功率需求.在充分考虑动车组功率和能量需求、轴重限制和安装尺寸限制等条件后,选取磷酸铁锂电池确定电池系统配置.最后对双动力动车组牵引动力电池系统构成和工作模式进行阐述.     

混合动力有轨电车电制动功率控制方法研究

介绍了一种混合动力有轨电车电制动功率控制方法,解决了储能系统无法完全吸收电制动功率的问题,在保证列车电制动减速度的前提下,通过与制动电阻串联的IGBT斩波电路,实时调节消耗在制动电阻上的功率,将电制动功率最大程度地回馈给车载储能系统,同时又不超过储能系统的功率限值,保护储能系统,提高了能量利用效率,增加了车辆续航里程,同时解决了氢燃料电池系统、内燃机发电系统等单向供电系统和车载储能装置混合供电时输出功率响应速度无法满足牵引系统对功率响应速度的需求问题。该方案在氢能源有轨电车项目上得到验证,取得了良好的控制效果。     

本田公司新型紧凑运动型混合动力轿车的动力总成

介绍了1款专为2011年紧凑运动型混合动力轿车开发的动力总成。该款动力总成是基于发动机、变速器，以及集成电机辅助（IMA）系统等量产汽车零部件开发的，并通过IMA系统实现了驱动性能、燃油经济性与排放之间的良好折衷。混合动力设计的常规理念是利用电机的功率输出来补偿因发动机排量较小而导致的功率下降。针对该款动力总成的开发，采用了一种利用电机功率输出创造更佳驾驶感的新方法。与常规汽车截然不同，通过充分利用电机良好的响应与控制特性，该款动力总成实现了运动型轿车的驾驶感觉。     

基于ATP的有轨电车模拟驾驶仿真设计

结合公共路面交通的特性和地铁ATP技术的实际应用分析了适用于有轨电车的ATP系统结构和功能,并对基于ATP的有轨电车的运行场景进行了三维模拟驾驶仿真。有轨电车模拟驾驶仿真系统基于C#编程语言和VS 2013开发平台开发。其中,三维视景仿真模块基于3ds Max三维建模工具和Unity3D游戏引擎进行设计开发。实现了有轨电车在ATP防护下模拟驾驶,并能很好地以三维视景的方式展示给使用者。     

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。     

双动力城轨地铁 锂离子电池系统设计

结合锂离子电池在城市轨道交通领域的应用 特点,基于城轨地铁的牵引制动特性,对双动力城轨地 铁牵引动力电池系统进行需求分析。针对具体的北京 西郊线路工况,通过仿真计算,确定在电池系统供电运 行下城轨地铁对牵引动力电池系统的能量和功率需 求。在充分考虑城轨地铁功率和能量需求、轴重限制 和安装尺寸等条件后,选取钛酸锂电池而确定电池系 统配置,并通过计算来验证电池选型和配置的可行性。     

有轨电车辅助驾驶系统研究

有轨电车辅助驾驶系统是有轨电车运营管理系统的一部分。系统采用嵌入式计算机、高速通信网络、视频识别技术,与车辆设备及信号系统通信网络相结合,将系统综合信息、视频数据、车辆状态数据传输到地面服务器,实现司机行车监测管理、有轨电车运行防护、车辆运行状态监测等,满足有轨电车运营部门行车规范管理、降低车辆能耗等运营要求。对有轨电车辅助驾驶系统研究背景、设计原则、系统架构、功能应用等进行阐述,通过对有轨电车辅助驾驶系统的研究及应用,为轨道交通类辅助驾驶系统研究和应用提供参考。     

现代有轨电车主动碰撞防护预警系统方案研究

现代有轨电车非完全封闭运行环境和司机目视人工驾驶给有轨电车的运营带来许多安全隐患，为了改善这一状况，研究了轨道交通列车防撞研究现状，分析了现代有轨电车的特点及有轨电车列车防撞需解决的关键问题，提出现代有轨电车主动碰撞防护预警系统方案，将有轨电车线路状态、列车运行状态与列车运行前方环境信息进行整合，应用车车通信技术、信息融合处理、碰撞检测逻辑、防护预警策略，实现有轨电车的主动碰撞防护预警。     

高速列车应急自走行辅助驾驶研究

当牵引供电网发生故障,高速列车应急自走行系统受车载储能装置容量限制,特别是在线路条件复杂时,如何操纵列车实现就近停车变得异常困难。为了解决高速列车应急自走行系统的速度曲线规划问题,进行了应急自走行辅助驾驶装置的功能设计和系统结构设计。根据列车应急运行的特点,设计了应急自走行优化算法。以CR400BF复兴号动车组列车运行于国内某高速铁路线路为例进行仿真,仿真结果表明,该装置可在能量受限的情况下规划列车自走行的运行速度曲线,与司机巡航驾驶相比实现了良好的节能性;同时,基于节能优化操纵策略,采用不同的牵引目标恒速速度进行仿真,仿真结果表明,根据线路条件选择合适的牵引目标恒速速度,对于车载储能装置容量受限的高速列车应急自走行驾驶具有重要的指导意义。     

基于无线电能传输供电方式的有轨电车能耗分析研究

结合有轨电车实际运行工况与牵引动力系统效率等参数对车辆牵引动力系统能耗进行仿真分析研究.提出了有轨电车系统效率计算方法.结果表明,车辆基本运行阻力造成的能耗和车载辅助供电系统用电之和占车辆总能耗的2/3左右,其余能耗由车辆动力系统产生.定量分析了车辆运行中产生的各项能耗,为车辆能量利用效率的提升研究提供依据.