计及电池老化特征的电动公交车静态无线充电设施布局优化

为解决既有静态无线充电(Static Wireless Charging,SWC)设施布局方案容易忽略电池老化成本的问题,提出了计及电池老化特征的电动公交车SWC设施布局优化方法。首先考虑机会充电模式下电动公交车的运行特征,建立兼顾充电设施布设成本与电池老化成本的SWC设施布局优化模型,将电池荷电状态变化区间对电池老化速率的作用机理融入模型,同时引入累积能耗约束以确保SWC设施布局方案满足公交线路运营需求;然后针对模型的计算复杂性,提出一种改进禁忌搜索(Tabu Search,TS)算法对模型进行求解,依据模型特点构造算法的初始解及邻域结构;最后设计数值算例对模型和算法进行验证。研究结果表明:SWC设施布局对电池老化具有显著影响,相比不考虑电池老化特征的常规模型,文中提出的模型可以使年均总成本降低3.8%;在现阶段电池技术与成本条件下,电池老化成本占年均总成本的比例高达72.3%;文中提出的改进TS算法较原始TS算法在求解效率上有显著提升。文中还通过灵敏度分析探讨了模型的多个关键参数对优化结果的影响,发现电池荷电状态值上界、SWC设施充电功率与年均总成本呈显著的负相关,而电池单位容量成本、SWC设施布设成本、车辆单位行驶能耗与年均总成本呈不同程度的正相关。

计及实时交通特征的电动公交车备用率与充电桩联合优化

为了提高电动公交车及充电站总投资和运营的经济性,需综合考虑公交车和充电桩的购置成本以及充电成本。以道路特征、实时交通特征、环境温度为主要影响因素,计算电动公交车的行驶时间和能耗;在满足公交车运营基本需求和保证车内温度的前提下,以日公交车购置成本、日充电桩建造成本、日充电成本之和最小为目标进行优化,建立电动公交车备用率与充电桩的联合优化模型,并采用改进的离散型自适应粒子群优化算法进行计算,得到公交车和充电桩的最优购置方案以及各季节和全年的日均投资及运营成本。以某公交线路上电动公交车年内多种运营条件为算例,验证所建优化模型的正确性。

计及碳配额的电动公交车⁃配电网协同优化调度策略

考虑个人碳交易机制在电动公交车优化调度中的应用,提出一种基于动态碳价格的碳配额激励机制,电动公交车用户可以通过出售碳配额获取一定的收益。首先,计及路况对电动公交车运行时间产生的影响,根据工作日与休息日交通指数对电动公交车进站时间进行修正,构建电动公交车工作日与休息日充电负荷模型;然后,将基于动态碳价格的碳配额激励机制运用于电动公交车与新能源协同调度策略,构建综合考虑用户与电网利益的多目标函数,并运用鲸鱼算法对目标函数进行求解;最后,基于经济指标和性能指标,对固定碳价格、动态碳价格两种激励机制进行对比分析,通过算例验证了基于动态碳价格的碳配额激励机制的电动公交车与新能源协同调度策略的优越性。

纯电动公交车驾驶行为对能耗的影响研究

为深入了解城市纯电动公交车驾驶特性及能耗规律,采集其自然驾驶数据,从运行工况、速度、加速度、踏板开度4个方面分析驾驶行为特征。其次,利用相关性分析寻找影响纯电动公交车能耗的因素,从速度、加速度、运行状态、典型工况4个方面分析驾驶行为对能耗的影响规律。分析结果表明,纯电动公交车能耗与速度呈U型变化曲线,与匀速工况占比呈线性负相关,与加减速工况占比呈二次函数关系;存在能量回收最大的加速度区间;典型工况能耗占公交循环总能耗的82.36%。最后,依据分析结论提出纯电动公交车节能驾驶建议,旨在指导公交车驾驶人降低行车能耗。

面向资源约束的电动公交车充电调度策略

为减少公交运营成本、合理制定插入式充电模式下公交总站的电动公交车充电调度方案,本文基于帝国竞争算法提出了一种面向资源约束的公交车充电调度策略(RCO-CSS)。基于电动公交车运营的时空特点和充放电特性,应用多技能资源约束多项目调度问题(MSRC-MPSP)运筹规划思想对电动公交车充电问题进行抽象建模,以车队规模与充电桩数量为主要资源参数,以最小化充电成本和日均设备购置成本为目标,构建资源约束充电调度模型,进而设计一种二阶段演化帝国竞争算法(TSE-ICA)对模型进行求解,输出最佳的充电调度方案及匹配的行车运营计划。采用4个分别包含5、10、20和36条线路的公交运行实例对RCO-CSS进行了性能评估与有效性验证。在实例探讨中,首先运用Taguich法对资源参数进行了敏感性分析,发现资源越宽裕,模型输出的日充电费用越小,但车辆与充放电设备平摊至每日的购置成本越大;其次,将TSE-ICA与其他4种先进的元启发式算法进行实验数值对比,验证了所提算法的寻优性能;最后,通过与无序充电调度策略和常规有序充电调度策略进行比较,证明了RCO-CSS能够更好地降低用电成本、设备购置成本和电池充放电次数。基于MSRC-MPSP和TSE-ICA的RCO-CSS为公交运营商制定充电调度方案和行车运营计划提供了一种可行且敏捷高效的新思路。

基于数据模型双驱动的电动公交车多时段负荷建模和调节潜力评估

随着电动公交车渗透率的增加,对其进行充电负荷建模及其调节潜力研究愈发具有现实意义。由此,提出一种基于数据模型双驱动的电动公交车多时段负荷建模和调节潜力评估方法。首先通过分析电动公交车负荷特性影响因素,按运营情况对电动公交车进行分类,进而提出时段划分依据。其次基于历史数据确定拟合函数模型,并结合电动公交车多时段充电特性确定负荷模型的各个参数,建立电动公交车多时段负荷解析模型。然后综合考虑电网侧和用户侧的需求约束,分析各时段可参与调节车辆数量变化情况,提出多时段调节潜力解析评估模型。最后结合某地电动公交车的历史实际数据进行实例验证。结果表明所提负荷建模及调节潜力评估方法具有较强的适用性和有效性,为电网削峰填谷提供了有力支撑。

考虑道路交通信息的双源无轨电车与电动公交车协同优化

随着双源无轨电车在城市电动公交领域展现出高效的服务能力,交通网与电网的耦合进一步加深。考虑到双源无轨电车短期内无法完全取代电动公交车,为有效调度两种车型,解决当前城市公交系统生命周期成本高、车辆配置数量多的问题,对双源无轨电车与电动公交车的配置与调度进行联合建模。首先,搭建交通网-电网耦合的城市公交系统运行框架,并考虑道路交通信息建立城市公交的速度模型。然后,分析不同类型公交车的运营模式,综合考虑公交车能耗差异与分时电价,精细化运营成本建模,建立以生命周期成本最小化为目标的城市公交系统生命周期成本模型,并采用遗传算法对模型进行求解。最后,采用中国上海市公共交通现有双源无轨电车路线的数据进行仿真验证。结果表明,所提精细化模型可以在完成既定行程表的情况下,减少车辆配置数量,降低生命周期成本,满足不同规模混合公交车队的合理配置与调度优化。

一种复合电源纯电动公交车再生制动控制策略

为了提高纯电动公交车制动能量的回收效率,考虑电机转速特性与电池充电功率的限制,计算电机在约束条件下能提供的最大再生制动力,结合I曲线确定前、后轮制动力分配,以及摩擦制动力与再生制动的分配比例,提出了一种充分利用电机特性的再生制动控制策略。针对单一动力电池功率密度低、循环寿命短等问题,设计了由动力电池与超级电容组成的复合能源系统,并提出利用实时小波控制策略将需求功率分解成高频成分与低频成分,其中高频功率由超级电容承担,避免动力电池受到冲击,低频功率则由动力电池承担。最后,利用Matlab/Simulink软件建立仿真模型,在中国典型城市循环工况下进行仿真,仿真结果表明:采用动力电池单一能量源时,电池SOC增加了19.03%,制动能量回收率提高了13.10%;采用复合电源时,电池的电流、功率与电压明显减小,波动更加平缓,电池SOC增加了17.51%,制动能量回收率提高了10.24%,可有效提高纯电动公交车的动力电池寿命与整车经济性。

PDCA循环法在纯电动公交车充电管理中的应用——以东莞市某公交公司为例

基于PDCA循环的充电管理方法,可以帮助公交企业不断优化充电管理流程,提高充电效率和质量,降低充电成本,为公交企业的可持续发展做出贡献。

纯电动公交车充电连接装置故障分析及预防措施

纯电动公交车运行一定里程后,需补充电能(即充电)。电动公交车到充电站充电,车与站的充电连接装置(充电插座和充电插头)如果出现故障,不仅不能正常充电,而且还有安全风险。现以北京公交运营使用的纯电动公交车为例,阐述纯电动车辆在充电过程中充电连接装置损坏的原因和产生故障的机理。并对规避纯电动车辆充电过程中存在的风险提供参考解决措施,以及充电过程中产生故障时的解决方案。

纯电动公交车高压系统的安全分析及预防措施

纯电动客车采用大容量、高电压的锂离子动力电池系统,高压电器总成包括驱动电机、电机控制器,高压辅助设备(油泵变频器、气泵变频器、DC/DC电源变换器、PDU集成控制器等)。高压系统的安全隐患及高压电伤害问题会出现在车辆运行和维修中。

基于远程传输车辆数据的纯电动公交车能耗分析

纯电动公交车的应用是实现双碳目标的重要途径,续驶里程较短和充电站相对不足,使其推广应用受到了一定的限制。实现纯电动公交车运营能耗测算及分析,对纯电动公交车的应用推广具有重大意义。本文基于远程传输的车辆数据,通过数据计算对纯电动公交车能耗及其影响因素进行研究:基于远程传输数据对车辆行驶能耗及各零部件能耗进行计算和统计,并对能耗影响因素进行分析。结果说明空调和驱动电机是最大的能耗部件,季节、路况、运营时间段不同对运营能耗影响较大。

城市电动公交车的维护与保养探析

近年来,城市电动公交车的维护与保养成为新能源汽车研究的重要方向,受到了全球学术界和工业界的关注。本文旨在深入探讨城市电动公交车的维护与保养,通过系统分析其运行机制、存在问题及解决方案,为提高电动公交车的运营效率和延长使用寿命提供理论依据和实践指导,助力城市电动公交事业的健康发展。

纯电动公交车动力电池衰减问题的破解

限于电池生产工艺及动力电池特性,纯电动公交车的磷酸铁锂动力电池性能在低温环境下受到影响,会出现充电时间延长、续航里程缩短的问题,而更突出的问题是纯电动公交车在使用一定年限后,动力电池衰减,单体压差大,续航里程不足,难以满足实际运营需求。现以襄阳公交纯电动公交车的动力电池衰减作具体情况介绍,并加以分析和说明,以为兄弟城市公交企业参考和借鉴。

动力电池管理系统在纯电动公交车辆上的应用

动力电池管理系统对电池能量控制,电池健康状态监测及优化电池使用寿命提升发挥至关重要的作用。电池管理系统在纯电动车辆的应用过程中对其提出了严格的要求,尤其是作为纯电动公交车辆电池管理系统不仅要满足健康状态管理、实际使用寿命的精确计量、故障状态管理等,还需要满足功能可靠性、系统安全性的技术要求,来保障车辆运行安全。了解动力电池系统的管理策略和技术要点,掌握动力电池管理系统在公交车辆上实际应用、维护要点及故障诊断分析方法是公交车辆维护人员,维护好车辆的根本。

纯电动公交车电动空压机停机案例分析

电动大中型客车通常采用气制动系统、空气悬架系统和气动门泵,而为之提供气源的设备即为车用电动空压机。电动汽车装用的电动空压机种类比较多,诸如滑片式、涡旋式、有油及无油活塞式等等。从使用情况来看,有油活塞式电动空压机的可靠性要高些。

纯电动公交车进出站行为特性与节能驾驶对策研究

在襄阳市大力推广纯电动公交车的大背景下,本文利用GPS仪表盘APP用对襄阳市512路纯电动公交车在某一公交站点的进出站速度特性进行若干次采集,得到速度特征参数,并对该公交车行为特性进行分析。然后利用AVL Cruise软件建立纯电动公交车整车模型,基于采集到的特征参数进行仿真,对比分析不同能耗下的公交车行为特性关系规律,得到较为节能的驾驶方式,并提出节能驾驶对策,从而改善能源浪费的状况。

纯电动公交车运营效率的影响及优化分析

近年来,社会经济迅猛发展,城市化水平升高,城市人口成倍剧增,居民日常活动范围的扩大提高了交通出行需求,道路交通量和机动车拥有量激增,由此导致城市拥堵程度加剧、环境污染严重和交通事故频发等,严重制约了社会经济的发展,而公交车由于其载客量大、运输效率高的特点,被认为是解决交通拥堵的重要手段,而纯电动公交车的应用是实现健康出行、零排放出行的重要方式。但续航里程短和充电站的不足是制约纯电动公交车推广应用的最大因素,本文从纯电动公交车能耗、充电管理优化来分析纯电动公交车的运营效率。

纯电动公交车电动空压机停机案例分析

21世纪是一个面临能源和环境巨大挑战的世纪。在这个背景下,传统燃油车正逐步向高效低排放的电动汽车方向转型发展。在国家政策的引导下,电动汽车如雨后春笋般蓬勃发展。大部分电动大中型客车、物流车等通常采用气制动系统、空气悬架系统和气动门泵,而为之提供气源的关键设备即为车辆电动空压机。目前,电动汽车所用的电动空压机种类繁多,包括滑片式、涡旋式、有油活塞式及无油活塞式等。从实际使用情况来看,有油活塞式空压机的可靠性相对较高,但也可能因设计、使用和维护不当而偶发性出现故障。本文以纯电动公交车电动空压机停机故障为例,阐述了排除该故障过程中出现的一些现象,并进行了深入的故障分析,旨在避免类似问题的再次发生,确保电动空压机能够长期安全运行。

纯电动公交车电机超速故障的分析与处理

纯电动公交车在正常运营过程会出现电机超速问题,不仅导致车辆行驶动力不足、行驶安全性降低,还对乘客的乘坐体验造成影响。本文以某车型纯电动公交车电驱动系统为例,分析车辆行驶中电机超速故障产生的原因,并提出了解决方法。通过实车测试验证,该解决方法可以减少电动公交车电机超速故障,提升车辆运营效率和乘客乘车体验。