储能式现代有轨电车轴重与轮重计算

根据储能式现代有轨电车的结构特性,推导了车辆轴重和轮重计算方法,运用此方法编写相关计算文件并对车辆进行了轴重和轮重计算。分析结果显示,该计算方法合理,便于轴重及轮重的计算,有助于车辆设计过程中的重量指标控制。

有轨电车的电池/超级电容器能量管理

为优化能量管理策略,建立有轨电车模型,包括整车动力学模型、电池电路模型、电池寿命模型和超级电容器模型。基于庞特里亚金极大化原理(PMP),以列车运行成本(包括列车运行能耗成本和电池寿命成本)最小化为目标,同时考虑相关约束条件,对能量管理策略进行优化。基于列车实际运行工况,通过仿真进行对比,得出:与传统的阈值法能量管理策略相比,所提出的PMP能量管理策略能够节省13%的运行成本。

储能式有轨电车的永磁同步电机控制策略优化

提出一套有轨电车的永磁同步电机优化控制策略。在d-q轴电流平面内分析永磁同步电机不同限制曲线之间的关系和电流轨迹变化的情况;以转矩为控制目标,在以MTPA曲线、电流极限圆和电压极限椭圆为边界的区域内根据永磁同步电机转矩特性曲线规划电流轨迹;采用MTPA控制和优化弱磁控制相结合的算法进行控制实现;以青岛超级电容储能式胶轮有轨电车为实验平台对该方法进行了现场试验及长时运行考核,永磁同步电机实际输出转矩能准确地跟踪给定转矩,且MTPA控制和优化弱磁控制能平稳运行及切换,证明了所提方法的有效性和实用性。

城市轨道交通超级电容技术

超级电容具备功率密度高(2~15k W/kg),循环寿命长(10万~100万次),使用温度范围宽(–40~+70℃)和能量转换效率高(≥90%)等特点,在轨道交通领域可作为储能式有轨电车供电电源、再生制动能量地面储能系统和内燃机辅助启动装置。介绍超级电容储能基本原理,系统说明单体制备工艺以及模组组态方式,总结比较国内外主要厂家的技术特点,中国双电层超级电容已经实现全球单体最大容量12 000 F批量生产,技术处于行业领先水平。针对影响超级电容储能装置使用寿命和安全的因素进行分析,并对轨道交通用超级电容系统未来研发方向进行展望。

有轨电车超级电容储能电源系统的寿命评估

根据自主研发的广州海珠线储能式有轨电车储能电源的性能参数和散热结构,模拟了储能电源的温度分布场,分析了在该温度场下超级电容的使用寿命。根据超级电容寿命理论预测公式,结合海珠线储能电源中超级电容模组容量和内阻的变化曲线,推导出了储能电源中超级电容使用的平均寿命,评估了海珠线储能电源的寿命。

接触网间歇式供电电容储能车辆储能系统运行工况建模分析

以接触网间歇式供电电容储能车辆储能系统运行工况的建模方法为研究对象,对接触网间歇式供电电容储能式有轨电车运行过程建立多质点模型,并对以超级电容为基础的车载储能系统建立其数学模型。对储能车辆进行区间线路仿真,得到超级电容功率曲线及SOC(荷电状态)曲线,并将多质点模型与单质点模型下的仿真结果进行对比。对车载储能系统运行工况进行分析,验证了列车多质点动力学模型对储能系统的能量计算具有更高的精确性。

大汉阳地区现代有轨电车试验线车辆特点研究

介绍了武汉大汉阳地区100%低地板储能式现代有轨电车车辆的特点,主要包括车辆总体结构、车辆电气总体方案及各子系统特点,以及有轨电车车辆编组形式、无触网超级电容储能、转向架平台、空调系统及列车控制等.分析了武汉大汉阳地区有轨电车的优势,并提出了改进的意见及建议,为以后有轨电车的发展提供依据.

规则控制与行驶工况相结合的现代有轨电车能量管理策略

规则控制具有鲁棒性强、灵活性高等显著优势,逐渐成为优化储能式现代有轨电车能量管理性能的经典方法,但也同时面临过于依赖专家经验与工况适应性差的问题。为此针对有轨电车用锂电池/超级电容混合储能系统,在传统模糊逻辑控制的输入中同时引入道路坡度和运行速度,提出一种动态功率分配新方法。依据行驶工况制定隶属度函数与论域,调整超级电容高功率密度响应时刻,优化列车动力性能;采用粒子群算法对模糊控制规则权重寻优,在保证列车功率需求的同时降低锂电池峰值电流,延长储能系统使用寿命;并将所提策略应用到北京现代有轨电车西郊线路数据的算例对比验证中。结果表明,融合行驶工况信息的模糊控制相较于传统模糊控制实现了在功率分配、锂电池和超级电容荷电状态偏移范围、锂电池运行应力及储能系统整体效率方面的多重最优,且再生制动能量回收率有显著改善;通过粒子群算法对规则权重寻优相较于传统固定权重方案使锂电池峰值电流降低31.02%,列车续驶里程提升了22.45%,且算法在迭代7次以内能够找到全局最优解,运算速度快,易于实现。