雙源無(wú)軌電車(chē)的能量管理策略研究.pdf

1、發(fā)展新能源公交車(chē)是解決當(dāng)下環(huán)境污染和能源短缺問(wèn)題的一個(gè)重要途徑，雙源無(wú)軌電車(chē)以其環(huán)保、節(jié)能、動(dòng)力性能好等優(yōu)點(diǎn)得到了快速發(fā)展。北京市已有利用現(xiàn)有無(wú)軌電車(chē)資源，結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)雙源無(wú)軌電車(chē)在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路段利用車(chē)載動(dòng)力電池脫網(wǎng)行駛的應(yīng)用。然而，目前動(dòng)力電池功率密度低、循環(huán)壽命短等問(wèn)題嚴(yán)重影響了無(wú)軌電車(chē)脫網(wǎng)行駛時(shí)的動(dòng)力性和續(xù)駛里程。超級(jí)電容具有功率密度高、充放電速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，與鋰電池組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)作為無(wú)軌電車(chē)的車(chē)

2、載動(dòng)力源，在無(wú)軌電車(chē)線(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)由超級(jí)電容提供峰值功率，減小電網(wǎng)的負(fù)荷壓力，在脫網(wǎng)運(yùn)行時(shí)利用超級(jí)電容不僅可以減小大電流充放電對(duì)電池的傷害，而且可以提高整車(chē)的動(dòng)力性能，并且極大限度的回收制動(dòng)能量，延長(zhǎng)車(chē)輛的續(xù)駛里程。
　　本文首先分析了當(dāng)前作為車(chē)載動(dòng)力源的各種動(dòng)力電池和超級(jí)電容的性能特點(diǎn)，對(duì)比了各自的性能優(yōu)勢(shì)和不足，依據(jù)無(wú)軌電車(chē)的性能特點(diǎn)，選取鋰電池和超級(jí)電容組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)作為無(wú)軌電車(chē)的車(chē)載動(dòng)力源;隨后，對(duì)鋰電池、超級(jí)電容、雙向DC

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

4、全局優(yōu)化控制策略對(duì)整車(chē)進(jìn)行能量管理，通過(guò)ADVISOR仿真軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)得到整車(chē)仿真模型，對(duì)動(dòng)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(jìn)行仿真對(duì)比分析。仿真結(jié)果表明，動(dòng)態(tài)規(guī)劃能量管理策略能夠更好的利用超級(jí)電容的優(yōu)點(diǎn)，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(dòng)能量，減小了能量消耗，提高的整車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)動(dòng)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(jì)出模糊控制器，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了模糊控制策略的有效性