纯电动公交车充电站运营规划及仿真 - 城市交通_精品.doc

纯电动公交车充电站运营规划及仿真 韩笑，张维戈，姜久春 摘要：为了将运营模式模型化，即基于模型根据不同的运营要求得出相应的运营模式，本文介绍了纯电动公交车充电站的运营规划方法、计算，以及根据此运营规划的算法进行的设计实例和针对此设计实例进行的仿真。仿真结果可验证设计的合理性，并可对设计进行优化。 关键词：充电站 纯电动公交车 充电机 快速更换 Simulation of the Operating Plan of E-Bus Charge Station HAN Xiao，ZHANG Wei-ge，JIANG Jiu-chun Beijing Jiaotong University Beijing 100044 Abstract : To make the operating plan be modeling which means that based on the model there will get the operating plan. The way of operating plan of E-Bus charge station and design examples are introduced, which has been simulated. The result of simulation proved the feasibility of the design. Keywords : Charge Station E-Bus Charger Quick-Replaceable 1.引言 电动汽车由于具有高效节能、减少环境污染等特点，随着能源与环保压力的增加和车辆电驱动技术的发展，成为了汽车工业发展的一个重要方向。而纯电动公交车既是缓解交通压力的重要城市交通工具，又可以满足零排放，减少污染，其将成为城市交通中的主力军。纯电动公交车充电站作为动力补充与维修服务的载体则成为了纯电动公交车发展与广泛应用的配套设施的核心所在。本文将重点介绍纯电动公交车充电站的运营规划，设计实例和运营仿真。 2.充电站主要充电方式的选择及运营流程介绍 电动汽车目前存在两种主要的充电方式：一种是整车充电模式，一种是采用快速更换模式。对于像公交车这样的大规模集中运行方式应采用快速更换模式。首先，采用这种模式可大大提高车辆的利用率，若发车规则安排得当可大大缩减配车数、备用电池组数等。另外，对电池来说，可减低电池充电对温度的依赖性、提高电池的使用寿命，也有利于电池的维护，可解决目前无法解决的电池长期使用的不均衡性。而且这种充电模式也有利于纯电动车辆商业化的推广。 根据所选快速更换充电模式确定充电站主要运营流程[1]：待换电池车辆进入电池更换车间，由快速更换机器人用充电架上已充满的电池换下车辆上待充电的电池，换好电池的车辆开出电池更换车间，进入发车编组等待下一轮发车。充电架上换上的电池由充电机进行充电。只要电池组的配备数选择得当，充电站的电池组配备完全可以满足公交车辆正常运营的更换需要。 3.车辆配备数量计算 在某一时间段内需求的车辆数称为时段配车数。确定它的原则是，既要保证有足够的服务质量，又要保证配车数最小。时段配车数的计算如下[2]： (1) 式中: Pi ——i时段内的配车数（车次）； Hi——i时段内小时最高断面通过量（人）； C——车容量（人）； ρi——i时段内的期望满载率。 取高峰小时的满载率ρ=1，则高峰小时的小时配车数为 (2) 式中: Pm、Hm——高峰小时配车数和小时最高断面通过量。 高峰小时的发车间隔（分钟）计算如下： (3) 于是公交线路的单向配车为 (4) 式中: W——公交线路的单向配车数（辆）； L——公交线路的长度（km）； V——公交车辆运营速度（km/h）； jg——高峰小时发车间隔（分钟）. 由于实际情况的复杂性和已知条件情况不同也可由以上计算方法倒推所需量，例如已知线路长度，配车数，平均行驶速度和车容量推算客流量（小时最高断面通过量）和发车频率。后文将提到的应用实例就是利用这种方法对所求量进行倒推。 4.充电站主要设备规模计算依据 4.1更换通道和快换机器人数量的计算 在公交车运营中存在固定的客流高峰期，高峰期时的配车数将达到最大，所以应避免在高峰期换电池，因此在发车规划中换电池时间都会安排在平峰期。更换通道和快换机器人数量设计要满足两个时间最接近的高峰期之间时间长度Tg(小时)的快速更换。计算方法如下： Wf=[WTf/60Tg] (5) (Wf为整数时取整