计及实时最大功率约束的高速磁浮列车再生制动能量存储利用

针对高速磁浮列车牵引供电系统结构及运行规则特殊性导致再生制动能量无法主动利用、能量回馈方式对局域网电压影响大的问题,在对高速磁浮列车牵引供电系统结构和能量流动机理进行分析的基础上,给出基于地面式超级电容储能的高速磁浮列车再生制动能量回收利用系统拓扑结构;考虑高速磁浮列车再生制动能量回收系统容量配置小、超级电容工作电压变化明显的特性,以高效回收再生制动能量为目标,将储能系统实时的可运行最大功率作为约束功率,制定相应的能量管理策略,实现系统不同工况下的能量管理,并通过分层控制策略实现整个再生制动能量利用系统的高效运行。通过仿真验证所提再生制动能量回收利用系统及控制策略的有效性,结果表明:所提方案可使高速磁浮列车牵引能耗降低21.83%;与储能系统采用固定功率约束的功率分配方式相比,再生制动能量利用率提高了11.9%。

高速铁路动车组再生制动能量回收系统优化设计

本文主要对现有的高速铁路动车组,在实现再生制动过程中的能量回收系统进行了优化设计。通过对现有再生制动能量回收系统进行深入分析,得出其能量回收效率不高、系统稳定性及可靠性有待提高等结论。基于此,本文提出了一种新型的再生制动能量回收系统的设计方案。该方案通过调整能量存储元件、优化能量管理策略以及系统控制算法等方法,提高了再生制动能量回收系统的能量回收效率,同时增强了其稳定性和可靠性。

储能技术在轨道交通再生制动能量回收的应用

城市轨道交通领域能源消耗量大,既是碳排放的重要来源,也是推动绿色能源发展、实现双碳战略目标的关键领域。轨道交通储能技术不仅能够大规模吸收再生制动能量、提高列车的能量利用率,也能够促进可再生能源就近消纳、拓展轨道交通多种能源供应,是实现轨道交通节能、减排、洁净能源的有效利用等“绿色低碳”可持续发展战略目标的有效途径。本文阐述了可再生能源在轨道交通领域的应用方式及意义,分析了逆变回馈型和储能型再生制动能量回收技术及应用实例,通过梳理各类储能技术在轨道交通再生制动能量回收领域的应用特点,提出兼具高能量密度、高功率密度和长寿命的储能技术是该领域应用的核心。最后提出一种基于储能技术的交通能源互联互通基本体系架构,通过“源-网-荷-储”协同规划分析了“轨道交通-储能系统-电动汽车”和“轨道交通-储能系统-可再生能源”两类能源调度模式。

新能源汽车再生制动能量回收研究综述

续驶里程及蓄电池供电技术是目前制约新能源汽车普及的主要因素。再生制动技术作为提高整车能量利用率的有效方案,为新能源汽车续驶里程的提高提供了一条切实可行的解决思路。针对再生制动关键技术,分别阐述了再生制动控制策略研究和再生制动能量管理研究两个方面的研究成果。针对再生制动策略问题,分别从制动意图识别、制动力分配以及轮缸压力控制三方面总结了再生制动相关控制策略;针对能量管理问题,分别从制动能量回收潜力与能量回收效果评估两方面对研究成果进行了总结。分析了通过能量流机理计算车辆节能潜力的方法,并对未来再生制动关键技术的研究与发展趋势进行了展望。

考虑道路识别的四驱电动汽车再生制动策略

为了充分利用路面附着条件分配再生制动力,提高制动能量回收率,根据双电动机四驱结构电动汽车复合制动系统的特点,对其制动能量回收控制策略进行了研究.分析了驱动轮与地面附着特性,设计了道路识别器来计算每个轮胎与当前路面之间的峰值附着系数,并使用模糊控制策略确定每个车轮与8种道路的滑移率和附着利用率的相似输入.根据双电动机外部特性的制动力分配关系,提出了使更多制动能量回馈给电池的策略.结果表明:制动强度为0.3时,能量回收率为65.55%,具有较高的回收效率.

地铁用飞轮储能型再生制动能量回收装置应用效果分析

为了研究地铁用飞轮储能型再生制动能量回收装置应用效果,介绍飞轮储能型再生制动能量回收装置组成和工作原理,并在北京地铁挂网试验。试验结果表明:飞轮储能型再生制动能量回收装置能回收、再利用地铁列车再生制动过程中转化的电能,实现节能效果,同时能稳定牵引网电压。

电动汽车制动能量回收技术的研究分析

电动汽车的优势之一是可通过再生制动技术,将车辆制动时的机械能转化为电能并回收到蓄电池中,从而增加电动汽车续驶里程。当前,作为电动汽车发展的关键技术之一,电动汽车制动能量回收越来越受到各汽车厂家及科研单位的重视。本文首先分析了电动汽车制动能量回收研究的意义,然后重点论述了制动能量回收理论,旨在为相关研究提供参考。

轮毂驱动电动汽车再生制动能量分配策略研究

以四轮毂驱动电动汽车制动反馈控制策略为研究内容,以制动稳定时电机制动参与最大程限为目标,考虑防抱死制动系统与电机制动的协调控制对再生制动的影响。依据理想制动力分配I曲线,确定前后轴制动力分配限值控制线,设计出依照电动机功率分配两桥制动力矩,确保单轴上反馈制动系统介入优先性和参与最大化的优化分配策略。基于Matlab/Simulink搭建能量反馈控制模型,在UDDS工况中,对再生制动的可行性进行分析和评价。仿真数据显示,单次运行工况中,采用优化控制策略回收能量0.126 kW·h,比传统定比例策略高7.7%。相比普通定比例控制和无再生制动功能的控制方案,采用提出的控制策略使得UDDS循环工况下的能量消耗分别减少1.99%和7.30%,同时,节能效果为7.29%,车辆进行再生制动过程中冲击度峰值仅为1.72 m·s^(-3),制动舒适性良好。

矿山辅运电动车辆加速踏板集成再生制动控制策略

煤矿斜井无轨辅助运输车辆在长距离下坡工况中存在大量的制动能量可供回收,受限于脚踏阀-本安电位计复合型制动踏板的并行结构,传统防爆型电动车辆多采用的机械-再生并行制动控制策略对制动能量的回收程度有限。为此,针对矿山无轨辅助运输电动车辆,提出了一种集成至加速踏板中的再生制动控制策略,以进一步提高再生制动能量回收率,有效增加矿井无轨辅助运输电动车辆的续航能力。基于车辆制动动力学和能量守恒定律,对再生制动过程进行了理论建模。结合辅运电动车辆驱动系统及加速踏板结构特征,建立了加速踏板集成型再生制动控制策略模型,并对车辆加速、滑行及制动过程中控制策略的工作原理依次进行了分析。根据国内某斜井煤矿辅运大巷人车转场运输作业载荷特征,制定了包含车速、坡道2因素在内的循环测试工况,以此为输入条件在Matlab/Simulink数值计算平台上对加速踏板集成型再生制动与制动踏板液压-再生并行制动2种控制策略进行了仿真对比分析,并在双滚筒转鼓式底盘测功机上对加速踏板集成型再生制动控制策略的仿真计算结果进行了实验验证。实验结果表明,加速踏板集成再生制动控制模型总电耗比原系统减少21.06%,等效工况续驶里程延长23 km,仿真与台架测试结果误差不超过5%,具有更好的能耗经济性。

新能源商用车再生制动控制策略设计研究

以最大化回收制动能量为目标,提出一种新能源商用车再生制动控制策略。通过对再生制动系统结构及原理、前后轮制动力分配、电机、电池功率等因素的分析,在保证制动方向稳定性前提下,合理分配前后轮制动力及后轮机电制动力。利用AMESim建立商用车再生制动系统仿真模型对控制策略进行仿真验证,最后通过转鼓试验和道路试验对本文控制策略进行试验验证。结果表明:所设计的控制策略能够大幅减少新能源商用车能量消耗,延长续驶里程。

高速铁路制动能量回收系统在变电所的应用

交流电气化铁路牵引供电系统具有可再生、分布广、能耗高、规律强、波动大等特点,每年消耗大量的电能。近年来能源互联网在电力系统领域的研究不断升温,高速铁路牵引供电系统能耗问题受到广泛关注。目前高速铁路列车制动均采用再生制动的方式,将制动能量通过单相四象限变流器反馈到牵引网,反馈到牵引网上的制动能量部分被相邻列车使用,大部分能量以反向电流的形式返回到牵引网上级电网中,而不能被利用,造成能量的浪费。为有效回收电气化铁路电动车组产生的大量再生制动电能,同时兼顾改善牵引供电系统电能质量的目的,设计了一种高速铁路制动能量回收系统。在列车制动时将过多的再生制动能量吸收到超级电容中,并在列车牵引时将超级电容中储存的电能回馈到牵引网供给列车牵引所需。

基于模糊控制的电动轮汽车再生制动能量回收研究

为提高电动轮汽车制动过程中再生制动能量的回收率以达到节约能源的目的,提出了一套适用于电动轮汽车的全新构型机电复合再生制动系统及控制策略。在该控制策略中,考虑到电池SOC值和制动强度对电机再生制动力矩的影响,设计了双输入单输出的模糊控制器,并在AMESim软件平台中搭建了15自由度的电动轮汽车的整车仿真模型和再生制动系统与液压制动系统的仿真模型,在不同的制动强度下采用UDDS循环进行AMESim-Simulink联合仿真。结果表明,所制定的控制策略能满足要求,在保证制动效能的前提下实现再生制动能量的有效回收。

重型车辆液压再生制动能量回收率的研究

在传统后驱重型车辆的基础上,加入液压泵、轮毂液压马达、蓄能器等装置形成一种新型液驱混合动力系统,可实现液压再生制动。通过在传统制动踏板空行程内标定纯再生制动阶段的方式,实现基于制动踏板行程的制动力控制。建立整车和液压系统模型,进行再生制动过程仿真,分析蓄能器能量回收率及其影响因素。仿真结果表明:相同挡位下,制动踏板行程越大,蓄能器能量回收率越低;相同制动踏板行程下,挡位越低,蓄能器的回收率越高。

电动汽车再生制动能量回收最优控制策略

为提高电动汽车再生制动能量回收效果,提出一种基于制动强度控制的制动能量回收最优控制策略.在理想再生制动控制策略基础上,采用理论分析与仿真分析相结合的方法,利用汽车纵向动力学理论、MATLAB/Simulink和CarSim搭建联合仿真模型,研究制动能量回收与制动强度之间的关系,得到不同制动初始速度下实现能量回收最大化的最优制动强度.利用最小二乘法拟合最优制动强度变化规律,得到多项式拟合方程,制定包含制动力分配和最优制动强度控制的再生制动能量回收最优控制策略,并与理想再生制动控制策略进行仿真比较.结果表明:制动强度对制动能量回收效果影响较大,所设计的最优控制策略可以实现制动单次工况能量回收率最优.

唐山中低速磁悬浮列车试验线地面再生制动能量吸收装置的设计

简要介绍了中低速磁悬浮列车的制动特性及再生制动能量的分配,给出了再生制动能量的计算方法及地面制动电阻的设计方法。结合唐山中低速磁悬浮列车试验线,系统给出了地面再生制动吸收的电流、功率及制动电阻的阻值,对所选用的再生制动能量吸收装置的主电路结构、工作原理及微机控制系统的组成和功能进行了详细的阐述。

考虑最大制动能量回收功率的再生制动模糊控制

为了提高电动车辆再生-液压复合制动控制过程中制动能量的回收效率,在分析最大制动能量回收功率特性的基础上,设计了一种用于再生-液压复合制动控制的模糊控制策略。建立了包含车辆纵向动力学、轮胎和再生-液压复合制动系统的动力学模型;分析了再生制动过程中制动能量回收功率和充电电压之间的关系,然后设计了以车速、制动强度和一个新的模糊控制输入(最大制动能量回收功率下的再生制动力矩与单轮理想总制动力矩的比值)为输入,实际再生力矩占总制动力矩的比值为输出的再生制动模糊控制策略;基于Matlab/Simulink软件进行了不同制动强度工况的仿真分析,结果表明:相比于传统的再生制动模糊控制策略,所提出的考虑了最大制动能量回收功率的再生制动模糊控制策略能够有效提高系统的制动能量回收效率。

纯电动汽车再生制动能量回收控制算法的研究

文章从目前已有的纯电动汽车入手,从再生制动能量回收的角度分析如何延长纯电动汽车的续航里程,将纯电动汽车在制动过程中产生的惯性动能加以回收利用,以便让纯电动汽车的续航里程增长[1]。文章以软件自带纯电动汽车例,选择了主要组件的型号,控制策略,再对关键的组件建立Simulink模型,根据上述确定的控制策略和建立的Simulink模型,在基于Matlab/Simulink环境开发的仿真平台Advisor环境中选定特定的循环工况,仿真运行,然后对仿真结果进行分析。文章提出的新的控制算法,参考国内外已有的控制策略,对当下advisor2002环境中系统自带再生制动控制算法和将基于规则的综合制动控制策略和模糊控制策略两者结合起来综合运用,进行分析比较两种控制策略,在advisor2002中建立整车再生制动的模型,进行模拟仿真,从而验证算法的优越性。

城轨列车再生制动能量回馈系统研究

为了对城轨列车再生制动能量回馈系统的功能及系统可靠性进行验证,阐述了能馈变流器数学模型、双闭环控制策略及SVPWM调制模式,进行仿真及现场带车试验。仿真及试验结果表明:该方案能够很好地稳定直流母线电压,保证车辆的安全运行,能可靠、稳定地实现制动能量回馈功能,回馈的交流电能质量良好。

面向混合动力汽车液压再生能量控制策略研究

针对混合动力汽车制动能量回收控制,提出了一种基于模糊Q学习的液压再生制动系统能量回收效率优化算法。建立了基于并联液压混合动力系统的汽车动力学模型,通过模糊Q学习法对汽车再生制动控制策略进行了优化。在此基础上建立了试验平台,验证液压再生制动仿真模型的准确性。与基于专家经验的模糊控制策略、动态规划算法相比,结果表明,经模糊Q学习算法优化的汽车节能率分别提高了9.62%和8.91%。

纯电动城市客车再生制动能量回收系统浅析

介绍了上海世博会园区内运行的纯电动城市客车SWB6121EV2的再生制动能量回收系统的基本工作原理和动力总成系统的基本情况。