现代有轨电车作为一种新兴的交通工具，具有客运量大、环保节能、造价相对低廉等优点，适合在中等城市推广使用。近年来，随着清洁能源政策的推行以及对交通运输工具安全性、美观性的需求，储能式有轨电车开始出现并被广泛地研究。

储能式有轨电车在运行过程中需同时满足大功率和较高的能耗需求，储能元件中，虽然电池能量密度较大，但功率密度相对较小；超级电容有较高的功率密度，但能量密度相对较小。为提升有轨电车的动力性能，以电池和超级电容混合储能作为有轨电车的动力系统，已成为热门研究方向。

能量管理策略决定了有轨电车混合储能系统的工作性能，合适的能量管理策略不仅能使有轨电车安全平稳地运行，而且能够减少电损耗，降低运营成本。

能量管理策略根据实时性分为在线策略和离线策略两种。常用的在线能量管理策略有基于规则的固定阈值管理策略、滤波功率分配策略和基于模糊控制规则的能量管理策略等，这些策略的特点是规则简单、易于实现，但动态性差，不能根据需求随时调整，且规则需要基于一定的经验来制定；离线策略如基于动态规划的能量管理策略，虽然可以得到全局最优解，但是使用时限制较多，难以在实际运行中应用。

电池与超级电容的容量配置与能量管理策略相互影响又相互制约。容量配置方案决定了储能系统的能量配比和系统的总体质量，对有轨电车的经济性等有决定性影响。

本文在按固定比例分配功率的能量管理策略基础上进行了改进，加入了电池主动状态下储能系统间的能量交互，在改进策略的基础上对储能系统的容量配置进行协同优化，并通过实验对比证明了改进后能量管理策略的优越性。

本文首先介绍了混合储能系统的构成及改进的能量管理策略；然后描述了在该能量管理策略下与容量配置进行协同优化的详细过程；最后基于有轨电车线路进行实际功率分配与容量配置，在实验平台上进行了小功率验证。

图7 90kW混合储能系统实验平台

结论

本文针对有轨电车的电池-超级电容混合储能系统提出了改进后的能量管理策略，进行了容量配置协同优化，并实验验证了该能量管理策略的优越性。对有轨电车混合储能系统的在线能量管理策略进行了分析并加以改进，加入电池主动状态中电池与超级电容的能量交互，并根据实际线路要求，基于改进后的能量管理策略完成了容量的优化配置，验证了该能量管理策略在容量配置上的优势，即减轻系统重量，降低初始成本。随后在容量配置不变的实验平台上对普通策略和改进策略进行对比实验，进一步验证改进后能量管理策略的优越性。