Stadler为美国开发首列氢燃料电池列车FLIRT H_(2)

为美国加利福尼亚州圣贝纳迪诺县交通局(SBCTA)设计的FLIRT H_(2)是Stadler公司替代牵引方案的最新产品。其将是应用于美国铁路客运领域的首列氢燃料电池列车,计划于2024年在加利福尼亚州投入商业运营,装配模块化、可扩展的氢气混合动力包,可为2~4节车厢提供电能。文章重点介绍FLIRT H_(2)的概念设计及技术实现情况,包括车辆结构、牵引系统布局、技术参数、模块化设计、燃料电池、储氢系统、能源效率等,以期为后续氢燃料电池列车的开发设计提供参考和借鉴。

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%。

燃料电池混合动力列车的研究现状与发展趋势

作为一种高效、环保、节能的新型列车,燃料电池混合动力列车是一种潜力巨大的新型轨道交通工具,将极大地促进轨道交通系统的重大改革与发展.介绍了混合动力列车的研究现状及发展趋势,分析和探讨了燃料电池技术、混合动力系统、能源管理控制系统、电能存储设备以及高压氢安全措施等燃料电池混合动力列车的关键技术,指出了需要重点研究的问题.

燃料电池电动汽车能量管理系统研究

提出多能源燃料电池加镍氢电池及超级电容燃料电池电动汽车混合动力系统的方案,并设计了动力系统结构。通过比较车载3种能源,给出了动力总成控制系统结构,重点对能量管理系统进行优化,采取燃料电池发动机输出功率预测控制策略,减少了其输出功率的频繁波动。仿真结果证明能量管理策略可行。

电动汽车动力总成系统控制器局域网(CAN)总线通信协议

给出制定控制器局域网(Controller area network,CAN)总线通信协议应遵循的基本原则。结合电动汽车的控制结构特点,设计混合动力、纯电动、燃料电池等三种类型电动汽车动力总成系统推荐的网络拓扑结构。针对目前电动汽车应用层协议的不统一现状,在SAE J1939的基础上,制定同时适用于三种类型电动汽车动力总成系统的CAN总线通用协议,并与传统内燃机汽车的通信协议兼容。该通用协议综合考虑了三类电动汽车的拓扑结构以及控制所需参数,并充分利用CAN通信的优势,对电动汽车各节点源地址分配、输出参数以及参数组定义等都做出明确的规定。在总线波特率为500kb/s时,协议的有效性分别在CANoe软件和自主开发的网络在环平台中得到验证,通信性能满足控制的实时性要求。

基于动态逻辑规则的燃料电池汽车能量优化管理策略

针对燃料电池汽车能量管理的经济性优化问题，提出了一种基于动态逻辑规则的多能源动力系统能量优化管理策略。该策略在保证功率平衡控制的基础上，根据负载及系统状态的变化动态调整能量流在不同动力源的分配，使燃料电池尽可能工作在高效率区，从而提高整车经济性。通过离线仿真对所提出的动态逻辑规则参数进行了优化设计。仿真及转鼓试验的结果证明，所提出的能量优化管理策略有效，能够在保证动力性及功率平衡控制的基础上，显著提高经济性，具有一定的实用价值。

燃料电池混合动力汽车控制策略研究

提出一种燃料电池功率主导轻型混合动力汽车的整车控制策略.构建了燃料电池混合动力系统构型,建立了高压燃料电池发电系统控制约束模型,制定了7种工作模式和以燃料电池输出功率为主导、电池组SOC维持型的控制逻辑.整车试验结果表明,燃料电池输出功率能很好地跟踪驾驶员踏板的功率需求,整车燃氢经济性为2.464kg/100km.

混合型燃料电池汽车动力系统零下冷启动仿真

燃料电池汽车在零下冷起动仍然是制约燃料电池汽车商业化的技术难点问题。研究了能量混合型燃料电池汽车动力系统的零下冷起动电堆的温升过程。依据动力蓄电池、燃料电池的电化学特性、热动力学特性,以及燃料电池辅助系统特性,建立了电电混合型燃料电池汽车动力系统零下冷起动过程的仿真模型;利用MATLAB/Simulink作为仿真工具,研究不同加热功率对电堆温升过程中能量消耗与动力电池状态变化的影响,为动力系统配置和能耗优化控制提供了依据。

燃料电池/蓄电池混合动力电动汽车能量控制策略研究

燃料电池/蓄电池混合动力电动汽车存在动力的耦合和分离过程,能量管理策略比较复杂。为了进一步合理分配燃料电池和蓄电池之间的动力输出,增强其能量管理策略的鲁棒性,从理论上分析了燃料电池/蓄电池双能源电动汽车的功率分配方法,用Matlab/Simulink建立了功率跟随模式控制策略的仿真模型,利用ADVISOR2002的并联框架完成燃料电池/蓄电池双能源混合动力汽车能量管理的建模与仿真。结果表明该电动汽车动力传动系统参数匹配合理,能满足动力性设计指标要求。

基于模糊控制的燃料电池列车能量管理研究

能量管理策略是燃料电池混合动力列车的一个关键技术。在现有模糊控制策略的基础上,文中提出一种基于粒子群算法的模糊控制能量管理策略,介绍该策略的工作方法及实现过程。仿真表明,该策略不仅能实现燃料电池混合动力机车的能量管理,还能降低燃料的损耗。

氢燃料电池列车能量管理策略研究综述

在全球持续变暖以及整个交通领域需要快速、持续脱碳的背景下,使用清洁、节能的交通工具将成为未来的发展趋势。氢燃料电池列车因为性能优良、无污染、噪声小等对环境友好的特点而受到了广泛关注。由于氢燃料电池存在输出特性偏软、寿命较低、无法进行能量回收等问题,单独使用燃料电池作为动力源无法满足列车运行过程中的复杂工况,因此,目前的氢燃料电池列车普遍采用燃料电池与辅助电源(超级电容、锂离子电池等)以串联或者并联的方式联合为动力系统供电。能量管理策略的研究是燃料电池动力系统的关键内容之一,文章梳理了氢燃料电池混合动力系统的能量管理策略(包括基于规则的方法、基于优化的方法等)及其实现流程,同时整理并总结了国内外氢燃料电池列车上使用的能量管理策略,并在这些策略基础上探究了基于频率解耦、强化学习等方法实现能量管理的新兴能量管理策略。