货运交通电气化技术的电气化公路方案与氢能方案对比研究

重型货车是我国交通运输行业的高耗能设备和主要的碳排放来源,其柴油年消耗量约占我国柴油年消耗总量的40%、CO_(2)年排放量占交通运输领域CO_(2)年排放总量的50%左右。在“双碳”目标和能源革命的背景下,构建绿色清洁、安全高效的公路货运方式,推进重载货运交通的低碳化和清洁化转型,这已成为一种必然趋势。目前,重型货车电气化主要有充电方案、换电方案、氢能重卡方案以及电气化公路方案。文章主要介绍了氢能重卡方案和电气化公路方案,并基于某运煤专线,通过成本核算,对比分析了二者的经济性和应用场景。分析结果表明,对于固定运输线路的货运交通,当年运量大于204.83万吨时,采用电气化公路方案更具有经济性;当年运量低于204.83万吨时,氢能重卡方案成本则更低。

基于集电头技术的电气化公路车辆受电装置探讨

本文在电气化公路的构想上设计了一种基于城市无轨电车集电头技术的电气化公路车辆受电装置,分析了基于城市无轨电车集电头技术用于电气化公路的可行性,提出了电气化公路车辆受电装置分捕捉功能区和受电功能区的概念,并与基于电力机车受电弓技术的电气化公路车辆受电装置进行比较,分析和说明了基于城市无轨电车集电头技术的电气化公路车辆受电装置将可以大幅减少运营成本。

电气化公路交直流混合供电系统最优潮流分析

针对传统粒子群算法在求解电气化公路供电系统最优潮流问题时易陷入局部最优解等问题,为提高算法的全局搜索能力,采用牛顿拉夫逊法对交直流混合潮流交替迭代求解,得出供电系统潮流分布,提出以最小系统损耗为目标的交直流混合最优潮流模型,设计了一种改进的线性递减惯性权重自适应学习因子粒子群算法(改进LDW-PSO算法).仿真结果显示,与传统粒子群算法和线性递减权重算法相比,改进算法收敛速度更快,计算精度更高,为电气化公路供电系统的最优潮流计算提供了理论支撑和技术参考.

基于整数规划的电气化公路煤炭短倒调度系统

为提高电气化公路不同运输场景下车辆调度效率,提出一种基于整数规划的车辆调度系统,以车辆总运输成本最小为目标,同时考虑多煤矿场、多类型煤炭运输等约束构建调度模型,使用CPLEX求解器进行求解,设计调度系统流程。通过实际情况对模型和算法进行验证,并与现有的人工调度情况进行比较分析,结果表明,相比于人工调度,车辆调度系统能合理地调配运输车辆,降低总运输成本,解决手动排班的问题。

电气化公路运输系统与ESG投资分析

由于电气化公路运输系统比其他运输形式具有提升能源效率、降低运营成本、有助于解决交通运输相关产业绿色转型升级建设所产生的负面环境影响,本研究运用ESG投资分析方法,分析了电气化公路运输系统对环境、经济和社会的影响,评估了在实现可持续发展方面的作用。研究表明:在目前中国绿色低碳经济转型宏观趋势下,电气化公路运输系统在不同环境友好的交通绿色转型投资类型中,具有更好的绿色低碳、社会进步和经济效益。

电气化公路车辆弓网系统横向偏移智能识别技术

针对当前电气化公路受电弓-接触网系统的弓网接触点检测方法无法适用于电气化公路重型卡车的问题,本文提出了一种基于计算机视觉的检测方法,用于实现对弓网相对位置的智能识别。该方法首先使用BiSeNet v2轻量级语义分割算法,对受电弓和接触网进行分割,通过筛选滤波得到弓网接触点的位置坐标,推算出弓网横向位移、速度值,提取受电弓-接触网系统的横向摆动的空间信息,为横向智能跟踪控制提供闭环输入支持。

“双碳”背景下电气化公路运输系统绿色低碳效益探析

电气化是公路货运节能减排的核心路径,本文首先分析了公路货运的排放现状,指出重型货车是交通运输行业减污降碳的“牛鼻子”,提出了重型货车电气化的三大路径:电动化、氢燃料电池和电气化公路,并对电气化公路的技术、经济、能效等进行了阐述。最后,以49吨重型货车、100公里运输场景为例,推演了重型货车的减污效益、降碳效益以及其他绿色效益。电气化公路的发展将为交通强国建设提供新的思路,助力交通运输行业如期实现“双碳”目标。

一种电气化公路受电弓的控制系统设计

储能式电动卡车虽然绿色低碳,但是受制于蓄电池容量,续航性差。一种轻量化蓄电池加接触网供电的电气化公路卡车兼具低碳排放和可续航功能,但如何从接触网取电是国内外最近几年研究的课题。设计了一种适用于电气化公路卡车的受电弓的控制系统,基于CAN总线接入车辆控制网络,运用压力开关进行升降弓监测,运用限位开关进行脱网检测,具备完善的车辆运用条件。用于电气化公路运营的电动卡车或者混合动力卡车,对取电受流的受电弓的动作进行控制,并在电气公路示范线进行了试运行,各项性能满足设计要求。

一种电气化公路整车的动力系统匹配设计

针对应用在某特定场景下电气化公路整车的动力系统匹配设计方案进行设计研究,该方案包括储能系统、驱动系统、大功率DCDC变换器等系统的集成匹配。与普通纯电动重卡不同的是,储能系统选择小电量高倍率的电池系统,并联上大功率DCDC,达到降低整车整备重量,降低整车成本,同时实现增大续航里程满足长距离行驶的需求;经仿真分析,新方案满足动力性、经济性指标要求。

面向电气化公路的重卡模型研究

文章对近些年较热门的电气化公路技术做了简单介绍,从整车端出发,分析研究适合电气化公路的受电弓系统和整车技术路线架构,并对eHighway和传统燃油车的整车全生命周期成本进行了分析比较,对电气化公路段基础设施建设提出了建议。

我国首款电气化公路及矿山运输系统示范项目在山西大同落成

3月14日,中国中车电气化公路及矿山运输系统示范项目落成仪式在大同举行。这一项目是我国系统解决公路节能降碳运输技术难题的首款研发示范项目,也为全世界牵引公路和矿山运输加速驶入“绿色高地”,提供了“中国方案”。

电气化公路技术进展及在中国应用的可行性分析

公路大型营运车辆电气化是降低其尾气污染物排放的一个技术手段,为发展并推广电气化公路技术,通过技术跟踪、国外技术交流和国外测试现场调研,研究总结德国、瑞典两种类型的电气化公路技术特点,系统分析了近两年国外电气化公路技术进展与试验测试情况。结合我国公路货运车辆技术现状和运营管理模式,研判我国公路货运车辆污染物排放现状和发展趋势,从空中架线式供电网技术、混合动力货车车辆技术、车载受电弓控制技术、电气化公路设施建设成本、电气化公路运输成本5个方面进行分析,提出我国建设电气化公路运输试验路段的必要性及相关技术的可行性。从建设成本、运输成本和尾气污染物减排3个方面分析了预期经济与环保效益。从技术优势、体制优势和可利用市场化手段解决建设成本优势3个角度对电气化公路技术的未来推广进行论证展望。最后,结合我国公路货运特点,提出了电气化公路适用场景及建议措施。研究结果表明:电气化公路技术在疏港公路、煤运通道、货运通道、客运班线密集等路段具备建设可行性,且能够带来巨大的经济和环境效益;电气化公路运输系统可从根本上支撑交通运输行业打好柴油货车等污染防治攻坚战,支撑我国公路柴油大型货运车辆电动清洁能源化发展。

电气化公路运输系统技术方案探索

为推动重型货车电气化发展,助力交通运输行业“双碳”战略目标的实现,从接触网供电系统、电动车辆、车载受电弓、综合运营调度系统4个方面分析电气化公路建设运输系统技术构成,归纳电气化公路建设适用条件。以内蒙古某高速电气化试验段为例,从供电网改造、电动车辆配置、受电弓配置、综合运营调度管理系统4个方面提出依托工程电气化公路技术方案,并开展经济效益和环境效益分析。研究结果表明:推进电气化公路运输体系建设将产生明显的经济效益和环境效益,与LNG驱动相比,能源消耗成本降低25%左右,二氧化碳排放量年均减少27万吨,氮氧化物排放量年均减少3 181吨,颗粒物排放量年均减少12吨;与传统柴油驱动相比,其能源消耗成本降低70%以上,二氧化碳排放量年均减少31万吨,硫氧化物排放量年均减少759万吨,氮氧化物排放量年均减少4 938吨,颗粒物排放量年均减少339吨。可为我国推广电气化公路发展奠定基础,为交通运输实现“双碳”目标提供技术支撑。

电气化公路及电力汽车技术经济分析

文章分析了沿道路中间隔离带或护栏设置道上供电系统的侧集电模式比顶部与地面集电模式优越,能适应各种高度车辆通过布置在侧面的伸缩式集电器从电网取电。行驶在电气化公路上的电力汽车能耗费用不超过燃油汽车能耗的一半,携带少量电池,只需电动机,结构简单,比同类型电动汽车和燃油车辆都轻。虽然增加集电装置,但电力汽车的制造成本不会高于燃油汽车和电动汽车。考虑建设成本与运营成本的情况下,电气化公路交通的综合成本会比现有公路交通成本有所降低,而且是一种绿色交通。

欧洲电气化公路建设对中国交通碳中和的启示

欧洲为实现碳中和目标,将电气化公路作为重型车辆减排的关键举措。瑞典、德国、英国等国家已开展多项电气化公路试点项目,涉及架空式、导轨式和无线式三种技术方案,并在国家层面做了整体规划与布局。电气化公路能带来巨大的减排效果,还能带动一系列产业的发展。瑞典、德国、英国等国家在电气化公路的政策设计、整体布局思路、建设模式等方面的经验值得中国借鉴和学习。中国为实现交通碳中和,可学习欧洲的经验,积极制定电气化公路规划并开展试点,积极探索智慧电气化公路,实现能源、交通、信息的深度融合。

以受电弓为载体的电气化公路技术研究

节约能源是当今世界的一种重要社会意识,世界各国逐渐认识到节约资源和保护环境的重要性,因此,以电动汽车为代表的新能源汽车逐渐成为研究热点,进入人们视线。电动汽车污染小、噪音小,更舒适节能,但其续航里程短、充电慢、充电难的缺点也十分致命。目前新兴的一种解决方法是利用接触网供电以支持电动或混合动力载货车部分行程的运行,本文设计了一种通过接触网供电运行的电气网络。

电气化公路工程承包市场前景探讨

电气化公路是实现道路运输零排放的新型交通基础设施,具有一定的工程承包市场前景。文章系统分析了电气化公路的构成、特点和施工技术,基于国际政策与市场发展趋势,对电气化公路的发展前景进行展望,并对我国工程建设单位提出应对措施建议。

电气化公路技术研究

交通是能源消纳的重要领域,其对社会能源结构的调整和节能减排具有重要的影响和带动作用。在陆路交通方面,轨道交通和小型客运车辆的电气化发展方向相对清晰,而公路货运尚无明确的技术路线。为充分利用清洁能源,减少化石能源在交通领域中的使用,发展并推广电气化公路技术,对重载卡车的蓄电池、燃料电池、混合动力3种电气化方案进行对比分析,结合卡车负载的特点,对不同电气化方案进行评估。研究融合新能源发电及并网、混合动力技术、智能驾驶技术的电气化公路技术,从车辆动力技术、供电线路、受电弓与计费、新能源并网、编组智能驾驶运行5个方面对电气化公路方案进行介绍,可以实现公路货运系统的绿色、安全、高效运行。以10公里线路电气化为例,进行规划和成本估算,构建单车和区域(或路段)电气化的运营成本计算模型,基于燃油消耗和阻力分析2种方法进行计算。对车辆购置及改装、基础设施建设、可再生能源发电、系统环保效益等4个方面进行技术分析与成本测算。从供能技术变革、商业模式和推广路线3个角度对电气化公路技术的未来推广进行论证展望。研究结果表明:电气化公路技术的应用与规模化能够带来巨大的经济与环境收益,其中的混合动力方案与架空线输电方案为面对未来可能的储能技术变革与无线输电普及打下重要的基础,提供了拓展空间,也是重载货车实现智能驾驶的重要步骤;与燃油驱动相比,电驱动百公里成本减少96元,单一重卡年运营成本减少18.8万元,百公里污染物(如:碳氧化物、氮氧化物等)均减少50%以上。

基于角度传感器的弓网相对坐标检测技术研究

在电气化公路弓网相对坐标的检测中,基于机器视觉的非接触式检测技术的检测精度受图像采集环境的影响较大,基于光电传感器的接触式检测技术的检测精度受传感器安装密度限制。提出了一种基于角度传感器的接触式相对坐标检测技术,用于电气化公路的弓网相对坐标检测。首先,基于双接触线的电气化公路接触网,搭建弓网相对坐标检测实验台,建立弓网相对坐标与角度信息关联函数;然后,研究系统刚度、角度传感器线性度对实验台检测误差的影响规律,建立多项式修正函数对关联函数进行修正;最后,基于修正的弓网相对坐标关联函数,进行弓网相对坐标检测实验,得到实验台检测的绝对误差为±1 mm,相对误差为±0.5%,具备较高的检测精度。

“魔改”公路让你远行无忧

从电话到计算机,再到电动工具,取消电源线一直都意味着技术的进步。同样,电动汽车的无线充电可能会“改变游戏规则”。为响应欧盟新法律“从2035年起所有售出的新车二氧化碳排放量为零”的要求,瑞典决定于2025年开通世界上第一条永久性电气化公路。这个电动公路系统(ERS)就像施了魔法一般,可让电动汽车和电动卡车在行驶中充电,在两个充电站的间隔路段中能够行驶更长的距离,从而消除里程焦虑,推进可持续交通。