混合动力动车组动力集成方案设计与评估仿真平台

• 作 者: 吴杰
• 出 处: 西南交通大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 混合动力 动车组 动力集成 仿真平台 功率分配

21世纪以来,能源危机和环境污染问题对人类社会发展的产生的影响越来越大,轨道交通作为能源消耗大户,其节能减排问题也是日益严峻。目前,我国既有铁路中,非电气化区段占有30%以上的比例,在这些无电区仍有大量采用内燃机车作为运输方式,其能源利用率也较低,同时产生的废气会不可避免地对环境造成污染,含有车载储能装置的混合动力机车是解决该问题的重要手段之一。本文研究的混合动力动车组运行仿真平台是混合动力试验的关键技术之一,它不仅可以为列车动力集成设计提供方案,还可以模拟混合动力动车组运行仿真过程,为混合动力动车组设计的评估提供了仿真依据,因此搭建混合动力动车组运行仿真平台具有重要的理论和现实意义。本文以西南交通大学与长春轨道客车股份有限公司合作的“混合动力列车动力集成方案设计与运行仿真平台”项目为依托,以“电网+车载蓄电池”的新型动车组为研究对象,借助Visual Studio 2008,实现对混合动力动车组的计算机仿真。论文首先建立了牵引计算仿真模型和电池仿真模型,对混合动力动车组仿真平台的功能结构进行了分析,提出仿真软件的总体设计；根据系统总体设计方案,确定各个子模块的数据结构,描述了各个子模块的流程设计和算法设计,进行了程序编写和调试。基于混合动力动车组运行仿真平台,研究了有电区混合动力能量管理策略,提出了基于模糊控制的功率分配策略,实现电池SOC的管理,降低网侧电流,并通过仿真验证证明了算法的有效性。本文在最后进行了混合动力列车运行仿真平台的软件实现做了详细阐述,并进行了仿真测试。通过对数据的统计和分析,来评估混合动力列车的动力性能以及车线匹配的合理性。整个仿真平台为混合动力动车组的动力集成和车线匹配仿真研究奠定了基础,为以后能量管理策略的优化研究提供了良好的环境。