Дослідження енергетичних характеристик електромеханічної системи керування 4 - приводним електричним транспортним засобом
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2022-2-3Ключові слова:
система керування, електропривод, електромобіль, енергетична характеристика, електромеханічні параметриАнотація
Мета роботи. Визначити для розробленої електромеханічної системи керування 4-приводного електричного транспортного засобу потужності приводів та коефіцієнти редукторів, що забезпечують мінімальне споживання енергії при розгоні від 0 до 100 км/год за 5 с.
Методи дослідження. Математичний аналіз та моделювання.
Отримані результати. Запропоноване рішення полягає у визначенні, для заданої динаміки транспортного засобу (розгін від 0 до 100 км/год за 5 с), шляхом математичного моделювання, значень потужностей приводів та коефіцієнтів редукторів, що сприяють підвищенню ККД електромеханічної системи. Умовою підвищення ККД є мінімізація витрат електричної енергії на розгін. Розроблена комп'ютерна модель електромеханічної системи керування 4 - приводного електричного транспортного засобу дозволяє провести дослідження щодо визначення електромеханічних параметрів системи керування, що забезпечують мінімальне споживання енергії при розгоні від 0 до 100 км/год за 5 с.Визначення споживаного приводами струму проводилось шляхом дослідження енергетичних характеристик приводів, які отримано на розробленому раніше лабораторному стенді. Знайдено коефіцієнти редукторів та потужність приводу, що забезпечує мінімальне споживання електричної енергії при розгоні 4-приводного електричного транспортного засобу. З отриманих даних видно, що для кожної досліджуваної потужності існують мінімуми на проміжку коефіцієнтів редукторів 1-3,4. Також у процесі дослідження виявлено, що серед досліджуваних потужностей30-160 кВт існує привод, який витрачає меншу кількість енергії. Для досліджуваного електричного транспортного засобу– це чотири привода по 75 кВт з коефіцієнтом редуктора 3,3.Наявність мінімумів на проміжку коефіцієнтів редукторів і проміжку досліджуваних потужностей приводів, пояснюється мінливістю ККД двигуна в діапазонах навантаження, що варіюються від 0,3 до 2 разів та частот обертання валу двигуна 0-3000 об/хв, обумовлене різним ступенем впливу втрат, що виникають у динамічних режимах роботи приводу.
Наукова новизна. При дослідженні енергетичних характеристик на основі розробленої системи керування 4- приводним транспортним засобом знайдено електромеханічні параметри системи, що забезпечують мінімум споживання енергії при розгоні від 0 до 100 км/год за 5 с.
Практична цінність. Отримані в результаті дослідження електромеханічні параметри системи керування 4-х приводним електричним транспортним засобом дозволяють в межах однієї дослідної номінальної потужності двигуна отримати економію електричної енергії при розгоні від 0 до 100 км/год за 5 с в 2-3%.
Посилання
Nazarova,O.S., Osadchyy,V.V.,Brylystyi,V.V. (2020) Research on the Influence of the Position of the Electric Vehicles Mass Center on Their Characteristics. 2020 IEEE Problems of Automated Electrodrive. Theory and Practice (PAEP), 2020, pp. 1-4, DOI: 10.1109/PAEP49887.2020.9240824
Shabanov, A.V., Vanin, V.K., Yesakov, A.E. (2021) Energy saving technologies and energy efficiency of motor transport power plants.Izvestiya MGTU MAMI, 2021, vol. 15.No. 4, pp. 83-91. DOI: 10.31992/2074-0530-2021-50-4-83-91
Kumar, L., Shailendra, J. (2014). Electric propulsion system for electric vehicular technology: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 29, pp. 924-940. DOI: 10.1016/j.rser.2013.09.014
Depature, C., Lhomme, W., Bouscayrol, A. (2013). Teaching electric vehicle drive control using energetic macroscopic representation. 2013 World Electric Vehicle Symposium and Exhibition (EVS27). DOI: 10.1109/evs.2013.6914831
Depature, C., Jemei, S., Boulon, L., Bouscayrol, A., Marx, N., Morando, S., Castaings, A. (2016). IEEE VTS Motor Vehicles Challenge 2017 - energy management of a fuel cell/battery vehicle. 2016 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). DOI: 10.1109/vppc.2016.7791701
Lhomme, W., Bouscayrol, A., Barrade, P. (2004). Simulation of a series hybrid electric vehicle based on energetic macroscopic representation. 2004 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, pp. 1525-1530. DOI: 10.1109/isie.2004.1572040
Draou, A. (2013). A simplified sliding mode controlled electronic differential for an electric vehicle with two independent wheel drives. Energy and Power Engineering, 05(06), pp. 416–421. DOI:10.4236/epe.2013.56044
Shchur, I., Havdo, I., Biletskyi, Y. (2020). Modeling of two-motor front-wheel drive control for electric vehicle with electronic differential based on energetic macroscopic representation. Energy Engineering and Control Systems, 6(1), pp. 51–60. DOI: 10.23939/jeecs2020.01.051
Shchur, I., Kasha, L.,Bukavyn, M. (2020). Efficiency evaluation of single and Modular Cascade Machines operation in Electric Vehicle. 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), pp. 156–161. DOI: 10.1109/tcset49122.2020.235413
Shouliang Han, Shumei Cui, Xinxin Zhang, Hao Ge, Bingliang Xu. (2012). The modular Cascade Machines in electric vehicles. 2012 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, pp. 1–6. DOI: 10.1109/vppc.2012.6422660
Antoshchenkov, R., Halych, I., Nykyforov, А., Cherevatenko, H., Chyzhykov, I., Sushko, S., Ponomarenko, N., Diundik, S., Tsebriuk, I. (2022). Determining the influence of geometric parameters of the traction-transportation vehicle's frame on its tractive capacity and energy indicators. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(7) (116), pp. 60–67. DOI: 10.15587/1729-4061.2022.254688
Dembitskyi, V.M. (2022). Doslidzhennia enerhetychnykh pokaznykiv transportnykh zasobiv z elektrychny mpryvodom [Study of energy performance of electric vehicles]. Naukovo-tekhnichni doslidzhennia u haluzitransportu: kolektyvna monohrafiia, 2022, vol. 1, pp. 77-114.(inUkrainian)
Salimonenko, G. N., Nazarov, M. V., Lopukhov, A. V., Soyustov A. A. (2017).Metodikavy boratyagovogoelektr odvigatelyadlyae lektromobilya [The method of choosing a traction motor for an electric vehicle]. Innovaciiiinvesticii, 2017, No. 11.(inRussian)
Nadzhafova G. A. (1962). Optimal gear ratio in high-speed servo systems. Auto-mat and telemech, 1962, vol. 23, No. 3, pp. 342-348.(inRussian)
Kozlova T.A. (2016).Metodika poiskaraci onal'nyhkons truktivnyhparametro vtyagovogoprivod aelektromobilya [Method of searching for rational design parameters of the traction drive of an electric vehicle]. Internet-zhurnal Naukovedenie, vol. 8, No. 5.(inRussian)
Osadchyy, V., Nazarova, O., Brylystyi, V. (2021). Laboratory stand for research of energy characteristics of electric vehicle drives. 2021 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), pp. 1–4. DOI: 10.1109/mees52427.2021.9598661
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Viktor Brylystyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
