Разработка алгоритма работы электропривода электромобиля в городском цикле

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Повышение энергоэффективности электромобиля является одной из наиболее приоритетных задач на современном этапе развития транспорта. Как известно, химические источники тока в составе тяговых электроприводов транспортных средств обладают низкой удельной мощностью, низким КПД и высокой ценой, что препятствует развитию электромобильного транспорта.

Цель исследования. Выбор стратегии производства электромобилей на основе аккумуляторных батарей.

Методы и средства. При проведении исследований были использованы математические модели различных циклов движения транспортных средств: городской цикл по Правилам №83 ЕЭК ООН, NEDC, WLTC, JC08, EPA HWFET, что позволило подтвердить адекватность разработанной силовой структурной схемы электропривода.

Результаты. Разработана структурная схема тягового электропривода электромобиля с комбинированным источником электроэнергии, а также определён алгоритм её работы в городском цикле движения. В ходе выполнения работы была оценена эффективность электромобильного транспорта. Анализ показал, что транспортные средства исключительно с химическими источниками энергии на борту перспектив не имеют в виду неудовлетворительных технических параметров и потребительских свойств. Был проведён обзор ёмкостных накопителей энергии с целью определения возможности использования их как источников энергии на перспективных транспортных средствах.

Исследование показало существенные преимущества ЕНЭ по многим параметрам. Для создания оптимальной конструкции был произведён анализ движения ТС в городском цикле. Выбрана схема электропривода, где основным источником энергии является литий-ионная ТАБ, а дополнительным — ёмкостный накопитель.

Заключение. Такое решение позволяет создать электропривод с оптимальными массогабаритными параметрами, увеличить срок службы накопителей энергии и запас хода без подзарядки транспортного средства. Кроме того, сочетание двух электрических НЭ и разработанный алгоритм их работы позволяет реализовать высокий КПД передачи энергии.

Об авторах

Егор Михайлович Климов

Московский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: egormixalich71@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-9739-0267
SPIN-код: 5642-7180

инженер кафедры "Электрооборудование и промышленная электроника"

Россия, 107023, Москва, ул. Большая Семеновская, д. 38

Анатолий Михайлович Фиронов

Московский политехнический университет

Email: a.m.fironov@mospolytech.ru
ORCID iD: 0000-0003-2683-9958
SPIN-код: 8824-5702
Scopus Author ID: 462035

доцент, канд. техн. наук, доцент кафедры «Наземные транспортные средства»

Россия, 107023, Москва, ул. Большая Семеновская, д. 38

Руслан Алексеевич Малеев

Московский политехнический университет

Email: 19rusmal@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3430-6406
SPIN-код: 7801-3294

доцент, канд. техн. наук, профессор кафедры «Электрооборудование и промышленная электроника»

Россия, 107023, Москва, ул. Большая Семеновская, д. 38

Сергей Михайлович Зуев

Российский технологический университет МИРЭА

Email: sergei_zuev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7033-1882
SPIN-код: 6602-6618

доцент, канд. физико-матем. наук, заведующий кафедрой «Электрооборудование и промышленная электроника»

Россия, 119454, Москва, пр. Вернадского, 78

Список литературы

  1. IEA – International Energy Agency. Latest news, commentaries and reports. Дата обращения: 14.03.2023. Режим доступа: https://www.iea.org/
  2. Иванов С.А. Исследование использования суперконденсаторов в комбинированных энергоустановках транспортных средств: дисс. … канд. техн. наук. Москва, 2003.
  3. Гусаков Н.В., Зверев И.Н., Карунин А.Л. и др. Конструкция автомобиля. Шасси. М.: МАМИ, 2000.
  4. Хортов В.П. «Пламенный мотор» с электроконденсатором, или что сбережёт земной кислород // Техника – молодёжи. 2000. № 4. С. 34–35.
  5. Варыпаев В.Н., Дасоян М.А., Никольский В.А. Химические источники тока: уч. пос. для хим.-техн. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1990.
  6. Поляков Н.А. Система электростартерного пуска транспортных средств с применением комбинированного источника электрической энергии: дисс. … канд. техн. наук. Москва, 2005.
  7. Лавриков А.А., Малеев Р.А., Зуев С.М., и др. Математическое моделирование адаптера для выравнивания напряжений аккумуляторной батареи. Т. 1. М.: МГТУ «МАМИ». 2019. № 3(41). С. 57–66.
  8. Закгейм Л.Н. Электролитические конденсаторы. М., Л.: Государственное энергетическое издательство, 1954.
  9. ГОСТ Р 41.83-99. (Правила ЕЭК ООН № 83). Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении выбросов загрязняющих веществ в зависимости от топлива, необходимого для двигателей. Добавление 82. Пересмотр 3. Режим доступа: https://meganorm.ru/ Data2/1/4294847/4294847005.htm
  10. ГОСТ Р ЕН 1986-1-2011. Автомобили с электрической тягой. Измерение энергетических характеристик. Ч. 1. Электромобили. Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data/512/51232.pdf
  11. ГОСТ Р 59078-2020. Электромобили и автомобильные транспортные средства с комбинированными энергоустановками. Классификация. Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/ Data/752/75225.pdf

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Характеристики никель-кадмиевого аккумулятора при различных токах.

Скачать (65KB)
3. Рис. 2. Характеристики аккумулятора при различных температурах.

Скачать (85KB)
4. Рис. 3. Сравнение параметров различных НЭЭ: 1 — химические НЭ; 2 — электростатические и электролитические конденсаторы; 3 — молекулярные НЭ.

Скачать (134KB)
5. Рис. 4. Заданный городской цикл.

Скачать (101KB)
6. Рис. 5. Циклы движения: а — NEDC; b — WLTC; c — JC08; d — EPA HWFET.

Скачать (380KB)
7. Рис. 6. Алгоритм работы электропривода ТС в городском цикле.

Скачать (118KB)
8. Рис. 7. Структурная схема силовой части электромобиля: ТАБ — тяговая аккумуляторная батарея; ПКА — преобразовательнокоммутационная аппаратура; ЕНЭ — ёмкостный накопитель энергии; ТЭМ — тяговая электрическая машина; ГП — главная передача; ВК — ведущие колёса.

Скачать (27KB)
9. Рис. 8. Классификация электромобилей и автотранспортных средств (АТС) с комбинированными энергоустановками (КЭУ).

Скачать (145KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).