Оцінка конструктивної ефективності мобільної сонячної станції заміни акумуляторів для електромотоциклів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.318787

Ключові слова:

заміна акумулятора, інфраструктура електромобілей, зарядка на сонячних батареях, мобільна станція, електричний мотоцикл

Анотація

У цьому дослідженні представлено структурний дизайн і статичний аналіз мобільної станції заміни акумуляторів для електричних мотоциклів, які працюють від сонячної енергії, щоб задовольнити критичну потребу в стійкій і автономній зарядній інфраструктурі. Оскільки впровадження електричних мотоциклів продовжує зростати через попит на екологічно чисті транспортні альтернативи, відсутність поширеної та доступної зарядної інфраструктури створює серйозну перешкоду для їх широкого використання. У багатьох регіонах розширенню традиційних підключених до мережі зарядних станцій заважають високі витрати на встановлення, обмеження простору в міському середовищі та логістичні проблеми у віддалених або недостатньо забезпечених районах. Конструкція зосереджена на міцній мобільній рамі, виготовленій із порожнистого чавуну та сталі AISI 1010, яка підтримує інтеграцію фотоелектричних (ФЕ) панелей для подачі відновлюваної енергії безпосередньо в систему заміни батарей. За допомогою аналізу скінчених елементів структурна цілісність станції була оцінена під рівномірно розподіленим навантаженням 700 кг, імітуючи реальні умови навантаження для компонентів, важливих для роботи електричних мотоциклів, включаючи кріплення PV та акумуляторні стійки. Результати показують максимальне зміщення 4,541 мм, пікове навантаження 57,716 МПа та коефіцієнт міцності 2,9, що підтверджує здатність конструкції надійно та стабільно підтримувати необхідне обладнання для заміни батарей. Це мобільне рішення на сонячних батареях покращує стійку інфраструктуру для електричних мотоциклів, забезпечуючи гнучку, незалежну від мережі заміну акумуляторів, що особливо корисно в міських районах і віддалених місцях. Ця станція сприяє розробці екологічно чистих транспортних систем, створених для електричних мотоциклів

Біографії авторів

Sonki Prasetya, Politeknik Negeri Jakarta

Doctor of Mechanical Engineering, Assistance Professor

Department of Mechanical Engineering

Haolia Rahman, Politeknik Negeri Jakarta

Department of Mechanical Engineering

Muhammad Todaro, Politeknik Negeri Jakarta

Department of Mechanical Engineering

Muhammad Hidayat Tullah, Politeknik Negeri Jakarta

Department of Mechanical Engineering

Eka Prasetyono, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

Department of Electrical Engineering

Jazuli Fadil, Politeknik Negeri Banjarmasin

Doctor of Electrical Engineering

Department of Electrical Engineering

Mochamad Ari Bagus Nugroho, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

Department of Electrical Engineering

Teguh Suprianto, Politeknik Negeri Banjarmasin

Doctor of Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Lauhil Mahfudz Hayusman, Politeknik Negeri Banjarmasin

Master of Electrical Engineering

Department of Electrical Engineering

Fuad Zainuri, Politeknik Negeri Jakarta

Doctor of Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Jaiswal, K. K., Chowdhury, C. R., Yadav, D., Verma, R., Dutta, S., Jaiswal, K. S. et al. (2022). Renewable and sustainable clean energy development and impact on social, economic, and environmental health. Energy Nexus, 7, 100118. https://doi.org/10.1016/j.nexus.2022.100118
  2. Afifa, Arshad, K., Hussain, N., Ashraf, M. H., Saleem, M. Z. (2024). Air pollution and climate change as grand challenges to sustainability. Science of The Total Environment, 928, 172370. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172370
  3. Xin, X., Zhang, T., Li, C., Liu, Y., Gao, L., Du, Y. (2023). A Battery Electric Vehicle Transportation Network Design Model with Bounded Rational Travelers. Journal of Advanced Transportation, 2023, 1–17. https://doi.org/10.1155/2023/6506169
  4. Whulanza, Y. (2023). Progressing the Sustainable Mobility: View of Electric Vehicles. International Journal of Technology, 14 (3), 455. https://doi.org/10.14716/ijtech.v14i3.6465
  5. Hossain, M. S., Kumar, L., Islam, M. M., Selvaraj, J. (2022). A Comprehensive Review on the Integration of Electric Vehicles for Sustainable Development. Journal of Advanced Transportation, 2022, 1–26. https://doi.org/10.1155/2022/3868388
  6. Cui, K., Li, W., Wang, M., He, Z. (2023). The Impacts of Electric Vehicle Scale-up Development on Emission Reduction: Mapping the Field and Providing a Research Agenda. Polish Journal of Environmental Studies, 32 (5), 4639–4651. https://doi.org/10.15244/pjoes/168135
  7. Alhuyi Nazari, M., Blazek, V., Prokop, L., Misak, S., Prabaharan, N. (2024). Electric vehicle charging by use of renewable energy technologies: A comprehensive and updated review. Computers and Electrical Engineering, 118, 109401. https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2024.109401
  8. Rahmania, A. D., Sutopo, W., Rochani, R. (2023). Innovation and Technology Readiness Level of Mobile Charging Station Swap Battery: A Conceptual Study. Proceedings of the International Conference on Industrial Engineering and Operations Management, 1906–1915. https://doi.org/10.46254/ap03.20220324
  9. Sutopo, W., Prianjani, D., Fahma, F., Pujiyanto, E., Rasli, A., Kowang, T. O. (2022). Open Innovation in Developing an Early Standardization of Battery Swapping According to the Indonesian National Standard for Electric Motorcycle Applications. Journal of Open Innovation: Technology, Market, and Complexity, 8 (4), 219. https://doi.org/10.3390/joitmc8040219
  10. Istiqomah, S., Sutopo, W., Hisjam, M., Wicaksono, H. (2022). Optimizing Electric Motorcycle-Charging Station Locations for Easy Accessibility and Public Benefit: A Case Study in Surakarta. World Electric Vehicle Journal, 13 (12), 232. https://doi.org/10.3390/wevj13120232
  11. Wang, Z. (2023). Battery Swapping of New Energy Vehicles. Annual Report on the Big Data of New Energy Vehicle in China (2022), 223–258. https://doi.org/10.1007/978-981-99-6411-6_6
  12. Patel, C., Topiwala, K. D., Ansari, S., Patel, H. (2020). Design and Fabrication of Electric Motorcycle. International Journal of Engineering Research & Technology, 9 (04). Available at: https://www.ijert.org/research/design-and-fabrication-of-electric-motorcycle-IJERTV9IS040294.pdf
  13. Liu, Y., Lai, I. K. W. (2020). The Effects of Environmental Policy and the Perception of Electric Motorcycles on the Acceptance of Electric Motorcycles: An Empirical Study in Macau. Sage Open, 10 (1). https://doi.org/10.1177/2158244019899091
  14. Chandra, P. N., Dash, A. K. (2023). Design of a Battery Cabinet for Electric Scooters to Facilitate Battery Swapping. SAE Technical Paper Series. https://doi.org/10.4271/2023-01-5025
  15. Li, J., He, S., Yang, Q., Ma, T., Wei, Z. (2023). Optimal Design of the EV Charging Station With Retired Battery Systems Against Charging Demand Uncertainty. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 19 (3), 3262–3273. https://doi.org/10.1109/tii.2022.3175718
  16. Chen, X., Xing, K., Ni, F., Wu, Y., Xia, Y. (2022). An Electric Vehicle Battery-Swapping System: Concept, Architectures, and Implementations. IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, 14 (5), 175–194. https://doi.org/10.1109/mits.2021.3119935
  17. Al-Zaidi, W. K. M., Inan, A. (2024). Optimal Planning of Battery Swapping Stations Incorporating Dynamic Network Reconfiguration Considering Technical Aspects of the Power Grid. Applied Sciences, 14 (9), 3795. https://doi.org/10.3390/app14093795
  18. Feng, Y., Lu, X. (2022). Deployment and Operation of Battery Swapping Stations for Electric Two-Wheelers Based on Machine Learning. Journal of Advanced Transportation, 2022, 1–21. https://doi.org/10.1155/2022/8351412
  19. Sun, B., Tan, X., Tsang, D. H. K. (2018). Optimal Charging Operation of Battery Swapping and Charging Stations With QoS Guarantee. IEEE Transactions on Smart Grid, 9 (5), 4689–4701. https://doi.org/10.1109/tsg.2017.2666815
  20. Shao, S., Guo, S., Qiu, X. (2017). A Mobile Battery Swapping Service for Electric Vehicles Based on a Battery Swapping Van. Energies, 10 (10), 1667. https://doi.org/10.3390/en10101667
  21. Thangavel, S., Mohanraj, D., Girijaprasanna, T., Raju, S., Dhanamjayulu, C., Muyeen, S. M. (2023). A Comprehensive Review on Electric Vehicle: Battery Management System, Charging Station, Traction Motors. IEEE Access, 11, 20994–21019. https://doi.org/10.1109/access.2023.3250221
  22. Sen, K., Rajkumar, G. (2023). Solar Powered Charging Station for Electric Vehicle. Journal of Electrical Engineering and Automation, 5 (2), 238–251. https://doi.org/10.36548/jeea.2023.2.007
  23. Biya, T. S., Sindhu, M. R. (2019). Design and Power Management of Solar Powered Electric Vehicle Charging Station with Energy Storage System. 2019 3rd International Conference on Electronics, Communication and Aerospace Technology (ICECA). https://doi.org/10.1109/iceca.2019.8821896
  24. Shariff, S. M., Alam, M. S., Ahmad, F., Rafat, Y., Asghar, M. S. J., Khan, S. (2020). System Design and Realization of a Solar-Powered Electric Vehicle Charging Station. IEEE Systems Journal, 14 (2), 2748–2758. https://doi.org/10.1109/jsyst.2019.2931880
  25. Puglieri, F. N., Ometto, A. R., Salvador, R., Barros, M. V., Piekarski, C. M., Rodrigues, I. M., Diegoli Netto, O. (2020). An Environmental and Operational Analysis of Quality Function Deployment-Based Methods. Sustainability, 12 (8), 3486. https://doi.org/10.3390/su12083486
  26. Frizziero, L., Donnici, G., Galiè, G., Pala, G., Pilla, M., Zamagna, E. (2022). QFD and SDE Methods Applied to Autonomous Minibus Redesign and an Innovative Mobile Charging System (MBS). Inventions, 8 (1), 1. https://doi.org/10.3390/inventions8010001
  27. Shen, Y., Zhou, J., Pantelous, A. A., Liu, Y., Zhang, Z. (2022). A voice of the customer real-time strategy: An integrated quality function deployment approach. Computers & Industrial Engineering, 169, 108233. https://doi.org/10.1016/j.cie.2022.108233
  28. Wu, H. (2022). A Survey of Battery Swapping Stations for Electric Vehicles: Operation Modes and Decision Scenarios. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 23 (8), 10163–10185. https://doi.org/10.1109/tits.2021.3125861
  29. Vijay Kumar, M., Rudresh, N., Narisi Reddy, T. (2020). An Experimental Investigation of Machining Parameters on AISI 1010 Material by Taguchi’s L18 Method. Materials Today: Proceedings, 22, 2832–2838. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.03.415
  30. Bahia, T. H. A., Idan, A. R., Athab, K. R. (2023). The Effect of Quality Function Deployment (QFD) in Enhancing Customer Satisfaction. International Journal of Professional Business Review, 8 (1), e01156. https://doi.org/10.26668/businessreview/2023.v8i1.1156
  31. Yang, Z., Lei, Q., Sun, J., Hu, X., Zhang, Y. (2022). Strategizing battery swap service: Self-operation or authorization? Transportation Research Part D: Transport and Environment, 110, 103411. https://doi.org/10.1016/j.trd.2022.103411
  32. Vallera, A. M., Nunes, P. M., Brito, M. C. (2021). Why we need battery swapping technology. Energy Policy, 157, 112481. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2021.112481
  33. Elhegazy, H., Ebid, A., Mahdi, I., Haggag, S., Abdul-Rashied, I. (2020). Implementing QFD in decision making for selecting the optimal structural system for buildings. Construction Innovation, 21 (2), 345–360. https://doi.org/10.1108/ci-12-2019-0149
  34. Pradhan, S., Ghose, D., Shabbiruddin. (2021). Planning and design of suitable sites for electric vehicle charging station– a case study. International Journal of Sustainable Engineering, 14 (3), 404–418. https://doi.org/10.1080/19397038.2020.1862347
  35. Tullah, M. H., Sumarsono, D. A., Susanto, I., Zainuri, F., Prasetya, S., Noval, R. et al. (2023). Design and evaluation of hollow frame structures for the development of urban-centric two-passenger electric vehicles. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (7 (125)), 80–86. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.289232
  36. Mudaliar, N., Khubalkar, S. (2023). Design, Simulation and Analysis of Solar Powered Electric Vehicle Charging station. 2023 IEEE Renewable Energy and Sustainable E-Mobility Conference (RESEM). https://doi.org/10.1109/resem57584.2023.10236428
  37. Thomas, D. J. (2016). Using Finite Element Analysis to Assess and Prevent the Failure of Safety Critical Structures. Journal of Failure Analysis and Prevention, 17 (1), 1–3. https://doi.org/10.1007/s11668-016-0217-8
Оцінка конструктивної ефективності мобільної сонячної станції заміни акумуляторів для електромотоциклів

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-30

Як цитувати

Prasetya, S., Rahman, H., Todaro, M., Tullah, M. H., Prasetyono, E., Fadil, J., Nugroho, M. A. B., Suprianto, T., Hayusman, L. M., & Zainuri, F. (2024). Оцінка конструктивної ефективності мобільної сонячної станції заміни акумуляторів для електромотоциклів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(8 (132), 25–33. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.318787

Номер

Том 6 № 8 (132) (2024): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Sonki Prasetya, Haolia Rahman, Muhammad Todaro, Muhammad Hidayat Tullah, Eka Prasetyono, Jazuli Fadil, Mochamad Ari Bagus Nugroho, Teguh Suprianto, Lauhil Mahfudz Hayusman, Fuad Zainuri

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.