雙源無軌電車的能量管理策略研究.pdf

1、發(fā)展新能源公交車是解決當下環(huán)境污染和能源短缺問題的一個重要途徑，雙源無軌電車以其環(huán)保、節(jié)能、動力性能好等優(yōu)點得到了快速發(fā)展。北京市已有利用現(xiàn)有無軌電車資源，結(jié)合電動汽車技術(shù)，實現(xiàn)雙源無軌電車在無線網(wǎng)路段利用車載動力電池脫網(wǎng)行駛的應(yīng)用。然而，目前動力電池功率密度低、循環(huán)壽命短等問題嚴重影響了無軌電車脫網(wǎng)行駛時的動力性和續(xù)駛里程。超級電容具有功率密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬等優(yōu)點，與鋰電池組成混合儲能系統(tǒng)作為無軌電車的車

2、載動力源，在無軌電車線網(wǎng)運行時由超級電容提供峰值功率，減小電網(wǎng)的負荷壓力，在脫網(wǎng)運行時利用超級電容不僅可以減小大電流充放電對電池的傷害，而且可以提高整車的動力性能，并且極大限度的回收制動能量，延長車輛的續(xù)駛里程。
　　本文首先分析了當前作為車載動力源的各種動力電池和超級電容的性能特點，對比了各自的性能優(yōu)勢和不足，依據(jù)無軌電車的性能特點，選取鋰電池和超級電容組成混合儲能系統(tǒng)作為無軌電車的車載動力源;隨后，對鋰電池、超級電容、雙向DC

3、/DC變換器的特性進行分析，在MATLAB/simulink中搭建其等效模型，并通過高功率脈沖充放電仿真對混合儲能系統(tǒng)的充放電性能進行測試;然后，分析了帶鋰電池-超級電容混合儲能系統(tǒng)的雙源無軌電車動力系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，從車輛牽引力和需求功率兩個方面分析雙源無軌電車的動力性能，并介紹了幾種典型的循環(huán)工況;其次，根據(jù)整車的動力性能要求，對無軌電車動力系統(tǒng)進行參數(shù)匹配及優(yōu)化;最后，本文對雙源無軌電車的能量管理策略進行了深入研究，采用基于動態(tài)規(guī)劃的

4、全局優(yōu)化控制策略對整車進行能量管理，通過ADVISOR仿真軟件進行二次開發(fā)得到整車仿真模型，對動態(tài)規(guī)劃法優(yōu)化控制策略和基于規(guī)則的控制策略進行仿真對比分析。仿真結(jié)果表明，動態(tài)規(guī)劃能量管理策略能夠更好的利用超級電容的優(yōu)點，降低了電網(wǎng)的峰值功率，使鋰電池功率輸出比較平穩(wěn)，并且更加有效的回收制動能量，減小了能量消耗，提高的整車的動力性和經(jīng)濟性。通過動態(tài)規(guī)劃法得到的控制結(jié)果制定了模糊控制規(guī)則，設(shè)計出模糊控制器，并通過仿真驗證了模糊控制策略的有效性