IEEE Open Journal of Vehicular Technology专题文章分享:改造柴油混合动力双模式列车的节油潜力与工程意义
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二月专题中的第二篇特稿文章由里尔大学(University of Lille)的研究人员与法国国家铁路公司(SNCF)的行业专家共同完成。文章表明,通过优化能量管理策略,改造后的混合动力双模式列车最高可实现达 51% 的燃油节约,清晰展示了一条在真实运营条件下显著降低铁路能源消耗与碳排放的高效且可落地的技术路径
Fuel-saving potential of a retrofitted diesel hybrid dual-mode train
Ayoub Aroua; Walter Lhomme; Clément Depature; Philippe Adam; Matthieu Renault
Published in Volume 7, IEEE Open Journal of Vehicular Technology
https://ieeexplore.ieee.org/document/11308122
本文研究了将传统柴油双模式列车改造为混合动力系统后所能实现的燃油节约潜力。柴油混合动力列车可在具备接触网条件的区段使用电力驱动,在无接触网区段则采用柴油和/或电池供能。基于法国在役列车开展的实车试验结果表明,采用一种以维持电池荷电状态为目标的规则型能量管理策略,混合动力改造可使燃油消耗降低约 22%–25%。然而,这种相对简单的控制策略并未充分发挥改造后所配置的大容量电池的潜力。
为进一步挖掘节油空间,作者引入了一种先进的能量管理优化算法,采用类似插电式混合动力汽车的“电量消耗型”策略,并综合考虑了铁路电力基础设施带来的充电机会、线路特性信息以及列车的日常运行任务。在此基础上,研究设计并评估了三种贴近实际运营的运行场景,这些场景在列车是否可在中途停站期间利用接触网充电,以及是否可在运行过程中从无接触网区段切换至接触网供电模式等方面存在差异。
仿真结果表明,与原先维持电池荷电状态的策略相比,优化后的能量管理方案可实现显著更高的节油效果,燃油消耗降低幅度约为 4%–37%。与原始的非混合动力列车相比,采用优化策略的混合动力列车可实现约 25%–51% 的燃油节约。
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