高速列车多目标均衡综合节能技术

本书为“高速铁路基础研究与技术创新丛书”之分册，针对高速列车多目标均衡综合节能技术，分析、论述了能效评估体系、高速列车轻量化技术、系统减阻技术、动力系统优化技术、节能驾驶技术、能量综合利用技术及当前相关研究成果，结合车辆设计需求，阐释了能效提升技术在高速列车上的工程化应用研究现状及相关关键技术。本书建立了从设计理论到工程设计方法再到最终工程设计之间的设计理念，可供高速列车领域科研人员、工程设计人员、高校师生等学习参考。

绪论
0.1综合节能技术概述
0.2典型高速列车与能耗组成
0.2.1国内外既有高速列车概况
0.2.2高速列车能量传递及能耗构成
0.2.3高速列车运行能耗组成分析
0.2.4运行能耗计算公式
0.3牵引传动系统能耗影响分析
0.3.1高速列车运行动力
0.3.2牵引传动系统能耗影响因素
0.4运行阻力能耗影响分析
0.4.1高速列车运行阻力
0.4.2运行阻力能耗影响因素
第1章列车系统总体能效评估体系
1.1能耗评估要素
1.1.1全寿命周期能耗构成
1.1.2运行能耗影响因素指标
1.1.3牵引能耗相关指标
1.1.4制动与传动能耗相关指标
1.2能效分析模型
1.2.1运行阻力预测模型
1.2.2机电耦合动力学模型
1.2.3空调系统能耗模型
1.3典型高速列车运行能耗情况
1.4能效评估指标及权重分析
1.4.1高速列车综合节能评价指标体系构建
1.4.2高速列车综合节能评价指标权重
第2章轻量化设计技术及实例
2.1高速列车重量构成及其影响因素
2.1.1高速列车的重量构成
2.1.2列车重量分析
2.2车体轻量化
2.2.1新材料和新工艺
2.2.2结构强度优化与工艺结构改进
2.3转向架轻量化
2.3.1转向架质量构成
2.3.2转向架轻量化措施
2.4电气设备轻量化
2.4.1牵引变压器的轻量化
2.4.2牵引变流器轻量化
2.4.3牵引电机轻量化
2.4.4电气设备轻量化实例
2.5车内装饰和设施轻量化
2.5.1内装结构优化
2.5.2内装新材料
2.5.3基于轻量化-节能的碳纤维采暖方案
2.5.4基于降噪、隔热等多目标优化的车体轻量化设计
第3章系统减阻设计技术及实例
3.1机械阻力减阻措施
3.1.1传动系统复杂度
3.1.2列车轻量化
3.1.3机械结构和轮轨摩擦损耗的降低
3.2气动减阻措施
3.2.1常见气动减阻措施
3.2.2某型高速列车气动减阻方案
3.2.3仿真分析对比
3.2.4风洞试验验证
第4章动力系统优化及实例
4.1高速列车动力系统优化配置
4.1.1高速列车牵引容量设计
4.1.2高速列车动力特性曲线
4.2不同因素对运行能耗的影响分析
4.2.1质量变化条件下的运行时间及能耗
4.2.2阻力特性变化条件下的运行时间及能耗
4.2.3速度变化条件下的运行时间及能耗
4.2.4效率特性变化条件下的能耗情况
4.2.5能耗因子对高速列车运行能耗的敏感性分析
4.3轻量化计算与分析
4.3.1轻量化计算
4.3.2动力特性对比
4.3.3轻量化质量下的节能性分析
4.4动力系统效率提升措施
第5章能量高效利用及实例
5.1列车自动驾驶技术
5.1.1列车自动驾驶系统的定义
5.1.2列车自动驾驶系统的原理
5.1.3列车自动驾驶控制策略
5.2能量综合利用技术及实例
5.2.1提高列车空间利用率的节能措施
5.2.2牵引供电系统节能措施
5.2.3列车牵引系统效率提升节能措施
5.2.4制动能量回收再利用节能措施
5.2.5空调节能措施
5.2.6余热利用
第6章基于多目标均衡综合节能优化的能效评估设计
6.1基于多目标优化的能效评估方法
6.1.1遗传算法
6.1.2基于“重量-阻力-动力”的多目标优化算法
6.2能效评估软件开发
6.2.1系统组织方式
6.2.2项目参数模块
6.3能效评估分析
6.3.1计算参数
6.3.2列车牵引计算
6.3.3原型车运行仿真计算
6.3.4基于重量-阻力-动力的多目标优化
第7章展望
7.1国内轨道交通节能减排计划
7.2国内前沿车型
7.3欧洲轨道交通节能减排研究计划
7.4目前国际上的前沿车型
参考文献