轨道交通装备用混合动力包构型与能量管理策略

类延磊1a,2,孔令昊2,胡明辉1a,1b,陈爽1a,孟凡杰2 (1.重庆大学 a.机械与运载工程学院;b.机械传动国家重点实验室;2.中车大连机车研究所有限公司)
摘要:搭载传统燃油动力包的内燃动车组是运行在非电气化轨道交通中的主力机型,存在效率低、油耗高的缺点。针对这一问题,设计了一种轨道交通装备用混合动力包的构型方案,建立了混合动力动车组的数学模型,分析了不同模式下该构型方案的运行状态,结合整车线路运行条件,提出了一种基于动态规划算法的能量管理策略。仿真结果表明,在该能量管理策略控制下,装备混合动力包的动车组相较于纯燃油动车组燃油经济性提升了32.11%。
关键词:轨道交通装备;混合动力包;能量管理策略;燃油经济性

目录介绍

1 轨道交通装备用混合动力包构型方案

1.1 构型介绍与模式划分

1.2 典型工作模式下功率流分析

1.2.1 混合驱动1 模式的功率流分析

1.2.2 混合驱动2 模式的功率流分析

1.2.3 纯电驱动模式的功率流分析

1.2.4 纯柴油机驱动模式的功率流分析

1.2.5 制动能量回收模式的功率流分析

1.2.6 驻车充电模式的功率流分析

2 混合动力动车组纵向动力学模型

2.1 柴油机模型

2.2 电机模型

2.3 动力电池模型

2.4 传动系统模型

3 基于动态规划的能量管理策略

3.1 动态规划算法原理

3.2 混合动力动车组的最优燃油经济性问题

3.2.1 控制变量选择

3.2.2 状态变量与状态转移函数

3.2.3 瞬时成本函数与决策函数

3.3 基于动态规划算法求解最优燃油经济性问题

4 仿真测试与对比分析

4.1 工况条件与参数设置

4.2 仿真结果分析

5 结束语

 

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