Дослідження енергоефективності приводу електричних транспортних засобів з автономним живленням в залежності від конфігурації джерела
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.141391Ключові слова:
система приводу електроскутера, літій-іонний акумулятор, паралельне з'єднання суперконденсатора та акумулятора, міський їздовий цикл.Анотація
Об’єктом даного дослідження є електричний транспортний засіб з автономним джерелом живлення. На сьогодні подібні транспортні засоби займають все більшу нішу на автомобільному ринку, витісняючи своїх конкурентів з двигуном внутрішнього згорання за рахунок вищої енергетичної ефективності. І хоча ця перевага над транспортом з двигуном внутрішнього згорання є очевидною, з точки зору електричних систем ККД електромобілів залишається доволі невисоким. Проблемним місцем, яке накладає ці обмеження, є джерело живлення – літій-іонний акумулятор – який має значний внутрішній опір.
Для усунення цього недоліку на прикладі приводу електроскутера з асинхронним двигуном з короткозамкненим ротором досліджувалась схема з підключенням паралельно до акумулятора батареї суперконденсаторів. Суперконденсатори мають значно менший внутрішній опір і тому беруть на себе основне миттєве навантаження при перехідних процесах: розгоні та гальмуванні, коли через джерело протікають найбільші струми.
Дослідження показали, що подібна конфігурація покращує енергетичну ефективність транспортних засобів. Причому існує оптимальне значення необхідної ємності суперконденсатора для досягнення найбільшої ефективності (найменшого споживання енергії). Це пов’язано з тим, що батарея суперконденсаторів є доволі габаритним об’єктом і суттєве збільшення ємності призводить до збільшення маси транспортного засобу і відповідно до збільшення споживання енергії. Додатково була досліджена покращена система живлення, в якій суперконденсатор пришвидшено заряджається під час пауз руху транспортного засобу. Вона дозволила покращити вже отримані результати, ще зменшивши споживання електричної енергії.
У порівнянні з проведеними раніше дослідженням було показано важливість правильного вибору ємності суперконденсаторів та системи контролю живлення. Була доведена наявність точки оптимуму та чисельно продемонстрована різниця показників споживання енергії в цій та в інших точках.
Посилання
- Shydlovskyi, A. K., Pavlov, V. B., Popov, A. V. (2008). Prymenenye superkondensatorov v avtonomnom akkumuliatornom elektrotransporte. Tekhnichna elektrodynamika. Kyiv, 79.
- Liu, S., Peng, J., Li, L., Gong, X., Lu, H. (2016). A MPC based energy management strategy for battery-supercapacitor combined energy storage system of HEV. 35th Chinese Control Conference, 8727–8731. doi: http://doi.org/10.1109/chicc.2016.7554751
- Singh, A., Karandikar, P. B. (2016). Lead-acid battery for HEV using fuzzy controller and ultracapacitor. Biennial International Conference on Power and Energy Systems: Towards Sustainable Energy (PESTSE), 1–5. doi: http://doi.org/10.1109/pestse.2016.7516443
- Pitorac, C. (2016). Using Li-Ion accumulators as traction batteries in the automotive industry. Cost reduction using ultra-capacitors. International Conference on Development and Application Systems, 212–218. doi: http://doi.org/10.1109/daas.2016.7492575
- Butterbach, S., Vulturescu, B., Coquery, G., Forgez, C., Friedrich, G. (2010). Design of a supercapacitor-battery storage system for a waste collection vehicle. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, 1–6. doi: http://doi.org/10.1109/vppc.2010.5729238
- Ostroverkhov, M. Ya., Reutskyi, M. O., Trinchuk, D. Ya. (2016). Doslidzhennia robochykh rezhymiv neliniinoho elektrychnoho kola z avtonomnym dzherelom zhyvlennia v transportnykh zasobakh na prykladi pryvoda elektroskutera. Problemy enerhoresursozberezhennia v elektrotekhnichnykh systemakh. Nauka, osvita i praktyka, 1, 75–77.
- Reutskyi, M. O., Trinchuk, D. Ia., Deshko, A. O. (2014). Zastosuvannia superkondensatoriv u pryvodi elektromobilia na bazi dvyhuna postiinoho strumu z nezalezhnym zbudzhenniam: proceedings. Suchasni problemy elektroenerhotekhniky ta avtomatyky. Kyiv.
- Yang, Z., Shang, F., Brown, I. P., Krishnamurthy, M. (2015). Comparative Study of Interior Permanent Magnet, Induction, and Switched Reluctance Motor Drives for EV and HEV Applications. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 1 (3), 245–254. doi: http://doi.org/10.1109/tte.2015.2470092
- Herrera, V. I., Gaztanga, H., Milo, A., Nieva, T., Etxeberria-Otadui, I. (2015). Optimal Operation Mode Control and Sizing of a Battery-Supercapacitor Based Tramway. IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, 1–6. doi: http://doi.org/10.1109/vppc.2015.7352988
- Herrera, V. I., Gaztanaga, H., Milo, A., Saez-de-Ibarra, A., Etxeberria-Otadui, I., Nieva, T. (2016). Optimal Energy Management and Sizing of a Battery--Supercapacitor-Based Light Rail Vehicle With a Multiobjective Approach. IEEE Transactions on Industry Applications, 52 (4), 3367–3377. doi: http://doi.org/10.1109/tia.2016.2555790
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Mykola Ostroverkhov, Danylo Trinchuk
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.
