前言
第1章城市軌道交通新能源技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1
1.1城市交通運輸對環(huán)境的影響1
1.1.1環(huán)境污染1
1.1.2全球變暖2
1.1.3石油資源3
1.1.4引發(fā)的思索 5
1.2城市交通運輸發(fā)展策略 6
1.2.1新能源對交通運輸?shù)闹匾��?6
1.2.2新能源技術(shù)加快發(fā)展的國際背景 8
1.2.3中國發(fā)展新能源車輛的國內(nèi)背景 15
1.3我國城市軌道交通行業(yè)新能源技術(shù)規(guī)劃及發(fā)展趨勢 18
1.3.1軌道交通行業(yè)十二五規(guī)劃 18
1.3.2軌道交通行業(yè)新能源技術(shù)發(fā)展規(guī)劃解讀 19
1.3.3幾種有軌電車供電方式對比分析 20
1.3.4幾種有軌電車經(jīng)濟性對比分析 22


第2章燃料電池基礎(chǔ)知識 28
2.1燃料電池的分類方式 28
2.1.1燃料電池的種類 28
2.1.2幾種典型的燃料電池 33
2.1.3燃料電池的優(yōu)缺點 36
2.1.4燃料電池急需解決的關(guān)鍵問題 37
2.2燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理 38
2.2.1燃料電池的工作原理 38
2.2.2質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的組成 40
2.2.3氫氣系統(tǒng)概述 42
2.3燃料電池系統(tǒng)的失效分析 45
2.3.1燃料電池系統(tǒng)失效方式 45
2.3.2燃料電池系統(tǒng)控制器 46
2.4國內(nèi)外燃料電池技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀 46
2.4.1國外燃料電池技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀 47
2.4.2國內(nèi)燃料電池技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀 50
2.4.3國內(nèi)外氫能及配套基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀 51


第3章超級電容基礎(chǔ)知識及應(yīng)用技術(shù) 56
3.1超級電容結(jié)構(gòu)與工作原理 56
3.1.1超級電容的種類 56
3.1.2超級電容的結(jié)構(gòu)原理 57
3.1.3超級電容的基本特征與技術(shù)指標 60
3.1.4超級電容的數(shù)學模型 61
3.1.5超級電容的應(yīng)用特性 62
3.2超級電容器在新能源車輛上的應(yīng)用 64
3.2.1超級電容器在純電動公交車/有軌電車上的應(yīng)用 64
3.2.2超級電容器在油電混合動力車輛上的應(yīng)用 64
3.2.3超級電容器使用的注意事項 65
3.3超級電容的發(fā)展 66
3.3.1超級電容技術(shù)的發(fā)展趨勢 66
3.3.2國外的超級電容產(chǎn)品 67
3.3.3國內(nèi)的超級電容產(chǎn)品 68


第4章動力電池基礎(chǔ)知識 73
4.1電池的基本構(gòu)成及性能指標 73
4.1.1電池的類型 73
4.1.2電池的基本構(gòu)成 74
4.1.3電池及電池組的相關(guān)概念 74
4.1.4電池的性能指標 75
4.1.5常用蓄電池 79
4.1.6電動車輛對動力電池的要求 82
4.2鋰電池結(jié)構(gòu)與工作原理 86
4.2.1鋰離子電池的種類與特點 86
4.2.2鋰離子電池的結(jié)構(gòu)與工作原理 88
4.2.3鋰離子電池的充放電特性 90
4.2.4鋰離子電池的充放電方法 91
4.2.5鋰離子電池的模型 96
4.2.6鋰離子電池的熱特性與冷卻方法 97
4.2.7鋰離子電池的失效機理 101
4.2.8鋰離子電池使用安全性的影響因素 102
4.2.9磷酸鐵鋰電池的外特性 103
4.2.10動力電池使用壽命的影響因素 105
4.3動力電池管理系統(tǒng) 106
4.3.1動力電池管理系統(tǒng)的基本構(gòu)成和功能 107
4.3.2動力電池管理系統(tǒng)的設(shè)計 110
4.3.3動力電池狀態(tài)監(jiān)測的相關(guān)問題 112
4.4動力電池的特性測試 114
4.4.1動力電池特性測試的內(nèi)容 114
4.4.2動力電池特性測試的相關(guān)標準及主要測試項目 118
4.4.3動力電池特性測試的相關(guān)儀器設(shè)備 120
4.4.4動力電池特性仿真分析工具 121
4.4.5動力電池特性測試平臺實例 123
4.5動力電池SOC的評估 133
4.5.1動力電池SOC評估的作用 133
4.5.2動力電池SOC的評估方法 134
4.5.3動力電池SOC評估的難點 136
4.5.4提高動力電池一致性的措施 138
4.6動力電池的均衡控制 138
4.6.1動力電池均衡控制管理的意義 139
4.6.2動力電池均衡控制管理的難點 139
4.6.3動力電池均衡控制管理的方法 139
4.7電池組的匹配設(shè)計 143
4.7.1電動車輛能耗經(jīng)濟性評價參數(shù) 143
4.7.2電池組的功能要求 145
4.8動力電池的梯次利用與回收 146
4.8.1動力電池梯次利用 146
4.8.2動力電池回收 146
4.9國內(nèi)外動力鋰電池產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀及主要生產(chǎn)廠家 147
4.9.1國外主要動力鋰電池產(chǎn)品生產(chǎn)廠家 147
4.9.2國內(nèi)主要動力鋰電池產(chǎn)品生產(chǎn)廠家 148


第5章超級電容/動力電池混合動力有軌電車 151
5.1發(fā)展混合動力軌道交通車輛的背景及意義 151
5.1.1背景及意義 151
5.1.2國內(nèi)外混合動力軌道車輛 151
5.1.3混合動力軌道車輛技術(shù)分析 155
5.1.4混合動力軌道車輛應(yīng)用前景分析 158
5.2混合動力系統(tǒng)的組成及技術(shù)參數(shù) 158
5.2.1DC/DC變流器主要技術(shù)參數(shù) 160
5.2.2混合動力電源箱主要技術(shù)參數(shù) 160
5.2.3牽引逆變器 161
5.2.4制動電阻 161
5.2.5牽引電機 162
5.2.6控制系統(tǒng) 162
5.3混合動力系統(tǒng)性能參數(shù)估算 162
5.3.1混合動力系統(tǒng)相關(guān)參數(shù) 162
5.3.2車輛縱向動力學分析模型 164
5.3.3系統(tǒng)參數(shù)匹配計算方法 167
5.3.4儲能設(shè)備能力計算 169
5.3.5動力電池及超級電容數(shù)量的確定 172
5.3.6混合動力有軌電車的制動能量回收 174
5.4雙向DC/DC變流器工作原理 175
5.4.1混合動力有軌電車雙向DC/DC變流器的工作要求 175
5.4.2混合動力有軌電車雙向DC/DC變流器拓撲結(jié)構(gòu)的選擇 175
5.4.3混合動力有軌電車雙向DC/DC變流器模型 177
5.5復(fù)合電源系統(tǒng)工作原理及仿真研究 180
5.5.1超級電容與動力電池模型 181
5.5.2復(fù)合電源系統(tǒng)控制方式 183
5.5.3復(fù)合電源功率分配控制策略 185
5.5.4功率流分配策略算法 187
5.5.5復(fù)合電源供電能力仿真分析 188
5.6混合動力有軌電車運行仿真研究 195
5.6.1混合動力仿真軟件 195
5.6.2國內(nèi)某線路的混合動力方案設(shè)計 197
5.6.3結(jié)論 214
5.7儲能式有軌電車應(yīng)用展望 214


第6章燃料電池/超級電容/動力電池混合動力有軌電
車開發(fā) 215
6.1氫燃料電池軌道車輛效益分析 215
6.2混合動力系統(tǒng)組成及技術(shù)參數(shù) 217
6.3混合動力系統(tǒng)詳細設(shè)計方案 219
6.3.1車輛設(shè)備布局優(yōu)化設(shè)計 219
6.3.2混合動力電源箱DC/DC主要技術(shù)參數(shù) 220
6.3.3超級電容主要技術(shù)參數(shù) 221
6.3.4動力電池組技術(shù)參數(shù) 222
6.3.5燃料電池系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) 222
6.4混合動力系統(tǒng)匹配設(shè)計與牽引特性分析 224
6.4.1牽引特性分析 224
6.4.2能量控制策略 227
6.5混合動力系統(tǒng)集成設(shè)計技術(shù) 230
6.5.1氣路接口 230
6.5.2冷卻接口 232
6.5.3電氣/機械接口 233
6.5.4冷起動系統(tǒng) 237
6.5.5防凍保護 238
6.5.6氫氣泄漏檢測 239
6.6能量綜合利用及節(jié)能減排技術(shù) 239
6.6.1燃料電池有軌電車運行能耗影響因素權(quán)重分析 239
6.6.2系統(tǒng)功耗優(yōu)化分配與節(jié)能分析 254
6.6.3動力電池箱綜合冷卻方案設(shè)計/引空調(diào)風冷卻技術(shù) 257
6.6.4燃料電池系統(tǒng)冷卻裝置減振降噪技術(shù) 265
6.6.5余熱利用技術(shù) 270
6.7燃料電池混合動力有軌電車高壓氫氣加注方案 272
6.7.1加注系統(tǒng)方案 272
6.7.2加注方案說明 273
6.7.3加注說明 276
6.7.4緊急事故處理預(yù)案 278
6.8燃料電池混合動力有軌電車應(yīng)用展望 280
6.8.1氫燃料有軌電車佳解決方案需求分析 280
6.8.2頂層設(shè)計指標分析 280
6.8.3下一代燃料電池系統(tǒng)技術(shù)需求分析 282
6.8.4模塊化設(shè)計 283


參考文獻285