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(yùn)輸對(duì)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(yùn)輸發(fā)展策略 6
1.2.1新能源對(duì)交通運(yùn)輸?shù)闹匾��?6
1.2.2新能源技術(shù)加快發(fā)展的國(guó)際背景 8
1.2.3中國(guó)發(fā)展新能源車輛的國(guó)內(nèi)背景 15
1.3我國(guó)城市軌道交通行業(yè)新能源技術(shù)規(guī)劃及發(fā)展趨勢(shì) 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(duì)比分析 20
1.3.4幾種有軌電車經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析 22


第2章燃料電池基礎(chǔ)知識(shí) 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(diǎn) 36
2.1.4燃料電池急需解決的關(guān)鍵問(wèn)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(guó)內(nèi)外燃料電池技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀 46
2.4.1國(guó)外燃料電池技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀 47
2.4.2國(guó)內(nèi)燃料電池技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀 50
2.4.3國(guó)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(jí)電容基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用技術(shù) 56
3.1超級(jí)電容結(jié)構(gòu)與工作原理 56
3.1.1超級(jí)電容的種類 56
3.1.2超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)原理 57
3.1.3超級(jí)電容的基本特征與技術(shù)指標(biāo) 60
3.1.4超級(jí)電容的數(shù)學(xué)模型 61
3.1.5超級(jí)電容的應(yīng)用特性 62
3.2超級(jí)電容器在新能源車輛上的應(yīng)用 64
3.2.1超級(jí)電容器在純電動(dòng)公交車/有軌電車上的應(yīng)用 64
3.2.2超級(jí)電容器在油電混合動(dòng)力車輛上的應(yīng)用 64
3.2.3超級(jí)電容器使用的注意事項(xiàng) 65
3.3超級(jí)電容的發(fā)展 66
3.3.1超級(jí)電容技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 66
3.3.2國(guó)外的超級(jí)電容產(chǎn)品 67
3.3.3國(guó)內(nèi)的超級(jí)電容產(chǎn)品 68


第4章動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí) 73
4.1電池的基本構(gòu)成及性能指標(biāo) 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(biāo) 75
4.1.5常用蓄電池 79
4.1.6電動(dòng)車輛對(duì)動(dòng)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(diǎn) 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(jī)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(dòng)力電池使用壽命的影響因素 105
4.3動(dòng)力電池管理系統(tǒng) 106
4.3.1動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的基本構(gòu)成和功能 107
4.3.2動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 110
4.3.3動(dòng)力電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)的相關(guān)問(wèn)題 112
4.4動(dòng)力電池的特性測(cè)試 114
4.4.1動(dòng)力電池特性測(cè)試的內(nèi)容 114
4.4.2動(dòng)力電池特性測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及主要測(cè)試項(xiàng)目 118
4.4.3動(dòng)力電池特性測(cè)試的相關(guān)儀器設(shè)備 120
4.4.4動(dòng)力電池特性仿真分析工具 121
4.4.5動(dòng)力電池特性測(cè)試平臺(tái)實(shí)例 123
4.5動(dòng)力電池SOC的評(píng)估 133
4.5.1動(dòng)力電池SOC評(píng)估的作用 133
4.5.2動(dòng)力電池SOC的評(píng)估方法 134
4.5.3動(dòng)力電池SOC評(píng)估的難點(diǎn) 136
4.5.4提高動(dòng)力電池一致性的措施 138
4.6動(dòng)力電池的均衡控制 138
4.6.1動(dòng)力電池均衡控制管理的意義 139
4.6.2動(dòng)力電池均衡控制管理的難點(diǎn) 139
4.6.3動(dòng)力電池均衡控制管理的方法 139
4.7電池組的匹配設(shè)計(jì) 143
4.7.1電動(dòng)車輛能耗經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)參數(shù) 143
4.7.2電池組的功能要求 145
4.8動(dòng)力電池的梯次利用與回收 146
4.8.1動(dòng)力電池梯次利用 146
4.8.2動(dòng)力電池回收 146
4.9國(guó)內(nèi)外動(dòng)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(guó)外主要?jiǎng)恿︿囯姵禺a(chǎn)品生產(chǎn)廠家 147
4.9.2國(guó)內(nèi)主要?jiǎng)恿︿囯姵禺a(chǎn)品生產(chǎn)廠家 148


第5章超級(jí)電容/動(dòng)力電池混合動(dòng)力有軌電車 151
5.1發(fā)展混合動(dòng)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(guó)內(nèi)外混合動(dòng)力軌道車輛 151
5.1.3混合動(dòng)力軌道車輛技術(shù)分析 155
5.1.4混合動(dòng)力軌道車輛應(yīng)用前景分析 158
5.2混合動(dòng)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(dòng)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(dòng)電阻 161
5.2.5牽引電機(jī) 162
5.2.6控制系統(tǒng) 162
5.3混合動(dòng)力系統(tǒng)性能參數(shù)估算 162
5.3.1混合動(dòng)力系統(tǒng)相關(guān)參數(shù) 162
5.3.2車輛縱向動(dòng)力學(xué)分析模型 164
5.3.3系統(tǒng)參數(shù)匹配計(jì)算方法 167
5.3.4儲(chǔ)能設(shè)備能力計(jì)算 169
5.3.5動(dòng)力電池及超級(jí)電容數(shù)量的確定 172
5.3.6混合動(dòng)力有軌電車的制動(dòng)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(dòng)力有軌電車雙向DC/DC變流器的工作要求 175
5.4.2混合動(dòng)力有軌電車雙向DC/DC變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇 175
5.4.3混合動(dòng)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(jí)電容與動(dòng)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(dòng)力有軌電車運(yùn)行仿真研究 195
5.6.1混合動(dòng)力仿真軟件 195
5.6.2國(guó)內(nèi)某線路的混合動(dòng)力方案設(shè)計(jì) 197
5.6.3結(jié)論 214
5.7儲(chǔ)能式有軌電車應(yīng)用展望 214


第6章燃料電池/超級(jí)電容/動(dòng)力電池混合動(dòng)力有軌電
車開(kāi)發(fā) 215
6.1氫燃料電池軌道車輛效益分析 215
6.2混合動(dòng)力系統(tǒng)組成及技術(shù)參數(shù) 217
6.3混合動(dòng)力系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案 219
6.3.1車輛設(shè)備布局優(yōu)化設(shè)計(jì) 219
6.3.2混合動(dòng)力電源箱DC/DC主要技術(shù)參數(shù) 220
6.3.3超級(jí)電容主要技術(shù)參數(shù) 221
6.3.4動(dòng)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(dòng)力系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)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(dòng)力系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)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(jī)械接口 233
6.5.4冷起動(dòng)系統(tǒng) 237
6.5.5防凍保護(hù) 238
6.5.6氫氣泄漏檢測(cè) 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(yùn)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(dòng)力電池箱綜合冷卻方案設(shè)計(jì)/引空調(diào)風(fēng)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(dòng)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(shuō)明 273
6.7.3加注說(shuō)明 276
6.7.4緊急事故處理預(yù)案 278
6.8燃料電池混合動(dòng)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(jì)指標(biāo)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(jì) 283


參考文獻(xiàn)285