低地板輕軌列車混合動力儲能系統(tǒng)研究.pdf

1、在城市重點景區(qū)或交通樞紐區(qū)無法架設接觸網，為輕軌列車加裝儲能裝置可以使輕軌車在有無電區(qū)線路上運行。本課題對低地板輕軌列車基于蓄電池和超級電容的車載混合動力儲能系統(tǒng)關鍵技術進行研究，主要圍繞儲能系統(tǒng)能量管理單元設計、控制和實現展開工作，實現輕軌列車無接觸網線路運行目標。
　　首先，完成了混合動力儲能系統(tǒng)能量管理單元總體設計。從分析輕軌列車脈沖功率負荷特性入手，選擇蓄電池和超級電容作為儲能元件。系統(tǒng)結構采用兩種儲能元件分別通過兩套雙向

2、DC/DC變換器并聯(lián)使用，為輕軌列車的主變系統(tǒng)和輔變系統(tǒng)提供穩(wěn)定的直流電壓，同時吸收再生制動能量。結合兩種儲能元件的優(yōu)勢制定能量分配策略，蓄電池能量密度較大，為輕軌車整個續(xù)航提供能量;超級電容功率密度較大，提供牽引時瞬時峰值功率并吸收再生制動能量。在此基礎上根據實際低地板車技術參數和運行條件核算牽引能量和功率需求并完成了儲能元件的匹配設計。
　　其次，完成了混合動力儲能系統(tǒng)雙向DC/DC變換器建模和控制器設計。在分析雙向DC/DC

3、變換器工作原理的基礎上，基于狀態(tài)空間平均法建立混合動力儲能系統(tǒng)動態(tài)數學模型。采用頻域中波特圖對補償前后對控制器性能對比分析，最終設計相應的反饋控制器并在MATLAB仿真平臺完成了的控制策略仿真驗證。
　　然后，在理論分析和仿真驗證的基礎上完成了混合動力儲能系統(tǒng)雙向DC/DC變換器硬件設計，包括了主電路、控制電路、驅動電路以及電源電路。在硬件平臺上對控制策略進行了算法實現并進行了地面實驗。實驗結果表明系統(tǒng)硬件結構、參數設計合理，雙向