混合型再生制动储能装置在地铁中的应用

地铁运行区间距离短,启动、制动频繁,其制动时会产生大量的再生制动能量。而传统的电阻能耗型制动不能充分利用再生制动能量,造成能量浪费,因此,提出将超级电容和电阻混合型储能装置应用于地铁的方案,并讨论了装置的构成及其控制策略。最后,针对所提方案建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型,并根据地铁运行特性进行了仿真实验。仿真结果表明,所提方案可以有效地回收再生制动能量,同时能稳定直流牵引网的电压。     

基于超级电容的抽油机制动能量回收系统研究

针对游梁式抽油机系统的"倒发电"现象,传统的能耗制动和回馈制动造成电能浪费和谐波污染等问题,制动能量得不到合理利用.采用超级电容储能的制动能量回收系统,能够在抽油机电机处于再生发电状态时回收能量,并在电机处于电动状态时将能量释放,实现系统的节能降耗.然而,该方案存在储能装置容量配置较大、成本较高等不足,限制了其推广和应用.文章提出基于功率-容量约束的超级电容器模组参数配置方法,该方法以提高超级电容储能系统的性价比为目标,对储能系统的初始充电电压进行优化;以抽油机再生制动能量的有效回收和及时释放为前提,制定储能系统控制策略.仿真结果验证了所提参数配置方法及控制策略的有效性和可行性,满足节能效果和系统成本双优的目的.     

混合动力车制动工况分析与储能装置参数匹配

为提高混合动力系统整体性能,实现高效能量回收,分析某重型越野车辆驾驶循环工况中制动过程的功率与能量分布,从制动能量回收率与电机参数出发讨论对储能装置的性能要求. 提出电池组-超级电容复合储能装置的参数匹配方法,针对21 t级试验样车混合动力系统进行实例计算,论证锂离子电池组与超级电容组成的复合储能装置的性能. 实例计算与道路试验结果表明:匹配的复合储能装置符合车辆整体性能与制动能量回收的要求,体积、重量满足总体设计约束;匹配超级电容后,储能装置的瞬时功率能力大幅提升,可显著提高车辆的制动能力和制动能量回收率.     

地铁再生制动储能装置参数设计

为了利用地铁列车制动过程产生的再生能量,维持牵引网电压的稳定,设计一种基于列车制动的超级电容型储能装置。根据北京地铁5号线的电动列车实际参数,通过对列车制动动力学和制动特性的对比和分析,更准确地计算出列车制动过程反馈到牵引网的再生能量;分析了储能装置的物理模型,根据限制条件确定了储能装置的主要参数和阵列配置;验证分析表明,该储能装置能满足地铁制动过程中各物理量的要求。     

本质安全Ⅰ类电容电路最小点燃电压曲线分析

本文通过对本质安全Ⅰ类电容电路的最小点燃电压曲线的研究,准确实现了最小点燃曲线的数值化.比较最小点燃曲线上各点的电容储能与最小点燃能量,发现在电容小于10μF时,电容储存能量基本等于最小点燃能量的6倍;而当电容大于10μF时,电容储能随着电容的增大而增大,以至于电容储能远大于最小点燃能量.该发现将最小点燃曲线与最小点燃能量联系起来,可弥补能量法评价本安电路的不足.通过研究不同限流电阻下的最小点燃曲线,总结出最低点燃电压与限流电阻和电路等效电容的关系,可实现任意限流电阻下的电容电路本安性能评价,使得基于最小点燃曲线的非爆炸性评价具有现实意义.     

异步电机制动元器件的确定(英文)

利用三相异步电机的稳态等效电路 ,建立了异步电机阻容制动时的计算机仿真模型 通过样机测试 ,证实了仿真结果的正确性 利用仿真程序可方便地确定满足制动要求的电容、电阻元器件 ,并达到最佳效果 通过仿真讨论了电容、电阻元件及转动惯量对制动过程的影响     

混合动力汽车车载复合电源参数匹配及其优化

在分析超级电容的加载对混合动力汽车各动力部件参数影响的基础上,提出了复合电源合理的布局形式。针对整车对电源功率、能量的要求对复合系统进行参数匹配,以电源全寿命使用成本最少为目标进行参数优化。对所匹配的结果进行了仿真分析,结果表明,复合电源应用于混合动力汽车,在质量、体积、全寿命使用成本及制动能量回收效能等方面均优于原单一电池。     

异步电机制动元器件的确定（英）

利用三相异步电机的稳态等效电路,建立了异步电机阻容制动时的计算机仿真模型.通过样机测试,证实了仿真结果的正确性.利用仿真程序可方便地确定满足制动要求的电容、电阻元器件,并达到最佳效果.通过仿真讨论了电容、电阻元件及转动惯量对制动过程的影响.     

电动汽车复合电源控制策略

针对电动汽车行驶里程短和复合电源系统中功率分配的问题,提出了逻辑门限控制策略和模糊逻辑控制策略对复合电源系统进行研究,使蓄电池向电机提供平均功率,超级电容向电机提供瞬时功率和峰值功率。基于常规复合电源模糊控制模型,考虑电机制动和液压制动共同为电动汽车提供制动力,建立新型复合电源系统模糊控制模型。实验结果表明:复合电源相对于单一蓄电池电源在电池SOC、能量回收率和电动汽车行驶里程有很大提升,模糊控制策略相对于逻辑门限控制策略提高了超级电容利用率并且降低了电池电流幅值,更好地保护了蓄电池。     

异步电机制动元器件的确定

利用三相异步电机的稳态等效电路，建立了异步电机阻容制动时的计算机仿真模型，通过样机测试，证实了仿真的正确性，利用仿真程序可方便地确定满足制动要求的电容，电阻元器件，并达到最佳效果，通过仿真讨论了电容，电阻元件及转动惯量对制动过程的影响。     

轮边驱动液压混合动力车辆再生制动控制策略

针对如何有效利用再生制动节约能量,合理分配各轮再生制动力,以及协调再生与摩擦制动的关系等影响混合动力车辆节能效果及制动安全的关键问题,以轮边驱动液压混合动力车辆为原型,根据垂直载荷变化、制动安全性、能量再生效率和储能元件充能状态等因素,提出了基于后向建模方法的轮边驱动液压混合动力车辆制动控制策略。通过在Matlab/Simulink环境下建立模型仿真进行验证,得到了典型工况下车速与液压蓄能器压力变化、再生制动能量回收的关系。结果表明,该控制策略能够在保证制动安全的前提下有效提高能量再生效率。     

基于制动强度的能量回收控制方法

针对高效利用电动车能量的问题,提出了一种基于制动强度的电动汽车能量回收控制方法.基于车辆制动的理想曲线和ECE曲线,结合制动强度将制动情况分成四种类型并给出了每种类型所需制动力.基于模糊控制理论提出了机械制动力和电机制动力分配比例的模糊控制模型,建立了再生制动比例与车辆行驶速度、制动力和电池电荷量三个指标之间的模糊模型.在NEDC工况上进行了实验,结果表明,本文方法在回收能量数量、能量回收率和能量效率等方面都具有更好的性能,能够使电动汽车制动策略更加科学节能.     

应用复合电源的轻度混合动力汽车的参数匹配

为解决混合动力汽车成本高、电池寿命短的问题,提出了复合电源轻度混合动力汽车的思想,通过取消发动机怠速、回收制动能量提高燃油经济性,应用电机主动同步技术缩短换档时间,利用超级电容寿命长、效率高的优点与电池组成复合电源,缓冲电池功率负荷,延长电池寿命。对整车各动力部件进行了参数匹配,通过仿真分析对匹配结果加以验证,并总结出将复合电源应用到轻度混合动力汽车中的可行性。     

车辆制动能量利用研究

地铁车辆启动制动频繁,车辆再生制动的电能利用对地铁运营的节能作用不可忽视。在分析车辆运行工况、制动能量的基础上,对车辆再生制动电能的利用和储存问题进行了深入研究,提出再生制动电能用于列车辅助电源供电,并给出了储能方法及控制策略,可有效降低地铁运营能耗,减小环控压力。     

纯电动轿车制动能量回收节能潜力仿真分析

从整车能量消耗入手,分析纯电动轿车能量流机理,建立整车耗电量与工况、整车参数、部件效率以及制动能量回收比例之间的函数关系,通过求解基于工况的特征权值,研究不同车型在各工况中的节能潜力,为纯电动轿车整车参数匹配提供理论依据。通过分析制动力分配策略,量化制动能量回收比例,进一步计算整车节能度,研究制动能量回收效果。通过在Matlab/Simulink中构建仿真模型,完成整车节能度的计算,并与AVL/Cruise仿真结果进行对比分析,结果表明本文方法能够很好地反映整车节能效果,完全满足整车节能潜力分析的要求。     

超级电容动态参数等效电路模型及实时辨识方法

针对超级电容传统静态参数等效电路模型不能有效反映其动态工作特性问题,提出一种包含动态充放电内阻和电容参数的二阶梯形等效电路模型,利用递推最小二乘法对二阶梯形等效电路模型参数进行初步离线辨识.进一步,考虑超级电容参数的动态变化,将离线辨识模型参数作为初值,引入带遗忘因子的递推最小二乘法对动态参数进行实时辨识.搭建超级电容仿真模型和实验测试平台,通过仿真和实验结果对比验证动态参数二阶梯形等效电路模型和实时辨识方法的有效性和准确性.结果表明：动态参数二阶梯形等效电路模型可以有效反映超级电容的动态充放电工作特性,与传统静态参数的三分支等效电路模型和二阶梯形等效电路模型相比,模型的精度分别提高2.08和3.56个百分点.     

基于模糊算法的纯电动汽车制动能量回收

为提高纯电动汽车再生制动能量回收率,采用以总制动力需求、车速以及电池SOC为输入,以电机制动力系数为输出的mamdani型模糊控制器,确定电机制动力与机械制动力之间的比例分配;同时考虑汽车制动的安全性和稳定性,提出了采用理想制动力分配方法对前、后轮制动力进行分配.在ADVISOR上建立了模糊控制算法的仿真模型,并结合典型道路工况CYC_UDDS进行仿真,通过与ADVISOR自带的策略以及文献[7]提出的模糊控制策略的仿真结果进行对比,结果表明：采用改进的模糊控制算法后,电池SOC提高了2%,制动能量回收效率提高了33.7%,整车系统的效率提高了3.1%,表明文中提出的改进的模糊控制算法能提高纯电动汽车制动能量回收的效果,有效延长纯电动汽车的续航里程.     

Preparation and properties of pitch carbon based supercapacitor

Using the mesophase pitch as precursor, KOH and CO2 as activated agents, the activated carbon electrode material was fabricated by physical-chemical combined activated technique for supercapacitor. The influence of activated process on the pore structure of activated carbon was analyzed and 14 F supercapacitor with working voltage of 2.5 V was prepared. The charge and discharge behaviors, the properties of cyclic voltammetry, specific capacitance, equivalent serials resistance (ESR), cycle properties, and temperature properties of prepared supercapacitor were examined. The cyclic voltammetry curve results indicate that the carbon based supercapacitor using the self-made activated carbon as electrode materials shows the desired capacitance properties. In 1 mol/L Et4NBF4/AN electrolyte, the capacitance and ESR of the supercapacitor are 14.7 F and 60 m?, respectively. The specific capacitance of activated carbon electrode materials is 99.6 F/g; its energy density can reach 2.96 W·h/kg under the large current discharge condition. There is no obvious capacitance decay that can be observed after 5000 cycles. The leakage current is below 0.2 mA after keeping the voltage at 2.5 V for 1 h. Meanwhile, the supercapacitor shows desired temperature property; it can be operated normally in the temperature ranging from -40 ℃ to 70 ℃.     

基于模糊逻辑的HEV再生制动能量回收的研究

提出了混合动力电动汽车再生制动能量回收的一种模糊逻辑策略,在混合动力电动车制动过程中,合理地分配再生制动力矩和摩擦制动力矩,在保证制动安全性和舒适性的前提下,尽可能多地发挥电机的再生制动特性,以便将更多的动能转化为电能储存在电池装置中。在Matlab/Simulink环境下搭建模糊逻辑策略的模型,并把该模型嵌入到ADVISOR仿真环境中,仿真观察SOC(state of charge)的变化曲线,与ADVISOR中原有的再生制动能量回收策略作比较,仿真结果表明,所给出的模糊逻辑策略能更好地实现能量的回收。     

Performance of a 60 F carbon nanotubes-based supercapacitor for hybrid power sources

A supercapacitor based on charge storage at the interface between a high surface area carbon nanotube electrode and a Li-ClO4/PC electrolyte was assembled. The performance of the capacitor depends on not only the material used in the cell but also the construction of the cell. From a constant charge-discharge test, the capacitance of 60 F was obtained. The performance of the power capacitor for pulse power sources was described. The specific energy (0.8 W·h·kg-1) and the specific power (0.75 kW·kg-1) of the power supercapacitor were demonstrated with a cell of the maximum operating voltage of 2.5 V. A hybrid power source consisting of a lithium ionic battery and the 60 F supercapacitor was demonstrated to power successfully a simulated power load encountered in GSM portable communication equipment. The addition of the supercapacitor to the power train of a cellular phone results in significantly more energy from the battery being used by the load. The experiments indicate that more than 33.8% energy i