采用再生制动的地铁时刻表节能优化研究

地铁运行的主要成本是电能消耗,如何降低地铁运行能耗是建设绿色城市的重要课题.本文从列车运行时再生制动产生回馈电网能量出发,建立采用再生制动的地铁列车运行能耗模型.进而,将地铁运行节能问题转化为地铁列车时刻表优化问题,并引入列车运行约束和混合逻辑动态模型约束将该问题建模为一个非线性混合整数规划问题.本文设计了分解协调优化算法,以列车停站时间和发车时间间隔作为优化操作变量进行优化.从仿真结果可知,以不同的操纵变量进行优化均能有效提高再生制动能量利用率,且分解协调算法的求解结果优于传统的模拟退火算法.     

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。     

基于无级变速器速比控制的插电式混合动力汽车再生制动控制策略

为了能够在不影响驾驶制动意图的同时尽可能多地回收制动能量,首先在基于再生制动门限值所制定的理想再生制动力分配策略的基础上,考虑电机、电池及无级变速器(CVT)综合效率最优的目标要求,制定了基于综合效率最优的CVT速比控制策略;然后,根据制动过程中传动系统动态特性分析所得到的系统惯性矩与驾驶制动意图之间的关联规律,以提高再生制动功率为目标,采用离散穷举优化方法对CVT目标速比及制动力分配进行修正,从而提出了基于速比变化限制及电机协调控制的CVT速比优化控制策略。仿真结果表明,在不同的工况下,本文提出的再生制动控制策略能使车辆在制动过程中有效跟随驾驶员的制动意图,同时提高再生制动能量回收率,改善驾驶性能。     

四轮独立驱动轮毂电机电动汽车再生制动研究

针对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车再生制动控制问题,提出了一种新的控制策略提高电动汽车制动能量回收率。在分析四轮独立驱动轮毂电机电动汽车再生制动控制原理基础上,通过合理分配汽车前后轴电机制动力和机械制动力,保证制动稳定性前提下,回收更多的制动能量。应用CarSim与Matlab/Simulink搭建整车仿真模型和编写再生制动控制策略,选取不同仿真工况对控制策略进行验证。结果表明:设计的控制策略通过有效地分配前后轴电机制动力与机械制动力,在不同工况下均能获得较高的再生制动能量回收率及整车有效能量回收率。     

基于AMESim的四驱电动汽车液压再生制动系统的研究

为了提高四驱电动汽车在起步加速和加速超车时的驱动力,对带有液压再生制动系统的四驱电动汽车进行了建模仿真,并对系统中的关键元件进行了参数设计。通过利用液压再生制动力单独驱动汽车,并设置不同的马达排量,进行对比仿真分析,从而得到不同的马达排量对四驱电动汽车的速度、位移和加速度的影响,验证了所建立的四驱电动汽车液压再生制动系统的有效性。仿真结果表明,在四驱电动汽车上加设液压再生制动系统,可在起步加速和加速超车时提供转矩,改善汽车的动力性能。     

纯电动公交客车再生制动控制策略研究

纯电动公交客车具备再生制动功能,再生制动的两个主要目标:保持良好的制动安全性和提高制动能量回收率。考虑了国家安全法规和纯电动公交客车实际运行工况的前提下,提出了一种可以大幅度提高制动能量回收率的制动力分配控制策略。然后考虑再生制动过程中制动模式切换时的舒适性,对再生制动中模式切换条件:电池SOC影响系数和车速影响系数进行优化控制。最后制动控制策略在MATLAB/SIMULINK平台上建立,整车动力学模型在CRUISE软件中建立,通过CRUISE和MATLAB/SIMULINK联合仿真进行验证,仿真结果表明:此控制策略既能满足国家安全法规的要求,又能较大程度的回收制动能量,而且还能使车辆在再生制动过程中的制动性能和不进行再生制动的制动性能基本保持一致。     

无需电池

液压混合动力技术的应用目标一直是载重卡车,但也会适用于小型车辆     

流体动力的复兴

积极研究探索重振流体动力技术雄风的新思路     

应用于矿井提升机系统的超级电容储能型MMC

提出一种应用于矿井提升电气传动系统的超级电容储能型模块化多电平变换器MMC-SCES(super capacitor energy storage based modular multilevel converter),采用分布式超级电容组作为子模块的直流支撑电容,用于吸收提升机的再生制动能量,并在牵引工况合理释放,以提高能量的利用效率。首先分析了MMC-SCES的拓扑和工作原理;在此基础上研究了系统的关键控制策略;并通过仿真算例对所提MMC-SCES拓扑进行了验证。结果表明,MMC-SCES能够适应提升机的变频调速工况,提高了系统能量复用率,在中高压矿井提升电气传动领域中具有良好的工程应用前景。