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原文传递纯电公铁两用车的复合能源管控系统

论文题名：	纯电公铁两用车的复合能源管控系统
关键词：	纯电公铁两用车;复合电源;逻辑门限控制;双模糊控制
摘要：	本文针对传统两用车存在节约能源、环境保护和能量转换效率上存在的不足，本文以现有纯电公铁两用车为研究对象，设计了采用复合电源供能的两用车供应系统，并阐述了其动力系统组成和车辆运行过程中能量流动过程，提出了模糊控制的复合电源的能量分配方法，并且进行了两用车能源控制系统Simulink仿真模型搭建，仿真了匀速工况下车辆的续航能力和公路运行模式下复合电源的损耗和电源容量。其结果表明针对火车运输站点到最近的物流园的短距离运输本文提出的复合电源分配方法具有续航能力长、运行效率高、动力足等优势。　　（1）本文主要针对传统柴油动力两用车能源效率较低、只有一套轮对的两用车橡胶轮磨损严重、制动能量回收系统回收比例与效率较低、电池提供的瞬间驱动功率过大影响电池寿命、电动重卡长时间静置充电导致的利用率较低、公路铁路独立运输效率不足等问题提出的一种基于复合电源纯电公铁两用车的改良方案。　　（2）论文主要阐述了一种纯电公铁两用车的复合电源能量管控系统，其与传统纯电动特种车辆相比存在无外部充电接口与拥有两套独立运行的轮对两大显著差异，是基于生产实际以及我国电气化铁路普及率还不足的国情现状来决定的。该系统主要包含有：车载主控制器、信号调理电路、驱动隔离电路、两用车运行过程中各项参数采集传感器、PTC温控模块、AC/DC双向逆变器、DC/DC双向变换电路、转向助力与轮轴升降切换液压泵、储能复合电源、驱动电机及其配套设施、车载设备电源、车载通信总线及定位装置、驾驶操作台等装置。其实现的目标在于动能与电能的高效转换，在铁路模式下通过车轴发电设施及时给两用车储能装置补充电能，在公路模式下使锂电池工作在最佳温度区间并通过制动回收高效利用电能。　　（3）由于公铁两用车相关文献较少，对复合电源的研究笔者更多从普通家用型小功率电动汽车出发，再针对电动两用车的使用工况来进行优化参数配置，考虑到铁路站点离物流分拨中心的距离，纯电两用车的续航设计不必过分追求，考虑到城市路况的频繁提速与减速以及两用车吨位，其配置的超级电容比例应当更多；针对传统的列车配备小功率车轴发电机为出发点以及电机的驱动制动两种状态变换提出了拖动发电充能的模式；对于其他文献中关于车载电源低温表现研究的缺失本文结合电池保温技术做了一定的研究；对于以往研究中单模糊复合电源控制方法的不足引入驱动制动双模糊控制来优化控制结果；对于一些文献中提到的利用遗传算法优化模糊控制结果的方案，考虑到车载主控的算力以及实验效果，本文持保守态度；最后主要针对不同控制方法下的超级电容与锂电池表现做了仿真实验分析。
作者：	张凯旋
专业：	电气工程
导师：	黄采伦;何家洪
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南科技大学
学位年度：	2021