Перспективи технології “mild hybrid”для створення системи гібридизації автотранспортних засобів
DOI:
https://doi.org/10.30977/AT.2019-8342.2022.50.0.04Ключові слова:
автотранспортний засіб, “mild hybrid”, підтримка сталого руху, раціональні режими руху, електропривод з частотним керуванням, енергоефективністьАнотація
Проблема. На сучасному етапі розвитку науки та техніки проблема створення енергозберігаючих транспортних засобів вирішується за рахунок впровадження електричних транспортних засобів: електромобілів або гібридних транспортних засобів. Попри перспективність батарейних електромобілів їх екологічність може відповідати парадигмі технології “Zero Emission” лише за умови видобутку електричної енергії в мережі з поновлюваних джерел. На додачу електромобілі не завжди можуть забезпечити бажану дальність пробігу на зарядці. Для живлення електроприводу зараз використовуються акумуляторні батареї літій-іонного типу, важливою проблемою яких є велика вага, яку треба постійно возити на автотранспортному засобі, також необхідність балансування їх елементів помітно збільшує час заряду від зовнішньої електричної мережі. Мета. Метою роботи є розробка теоретичних основ для створення системи конвертації автотранспортних засобів, що знаходяться в експлуатації у «mild hybrid». Методологія. Багато держав не можуть собі дозволити організувати швидкий перехід на видобуток електроенергії із відновлюваних джерел та замінити парк автотранспорту на електромобілі. Натомість швидший ефект можна отримати якщо переобладнати автотранспортні засоби, що вже в експлуатації у гібриди. Для успішного виконання такої мети необхідно обґрунтувати параметри системи гібридизації автотранспортних засобів задля отримання помітної енергоефективності при вигідному терміну окупності. Результати. Проведений аналіз класифікації гібридів та архітектури приводів дозволив запропонувати нові функції для технологій «micro hybrid» та «mild hydrid». Аналіз втрат потужності на рух автотранспортного засобу дозволив виконати прогнозування кількості та потужності електродвигунів достатньої для виконання нових функцій. Оригінальність. Розроблено структурну схему системи гібридизації автотранспортного засобу, яка забезпечує його конвертацію у гібрид. Дослідження націлено насамперед на удосконалення технології «mild hydrid» в якій електродвигунами відносно низької потужності, що не притаманні цій технології, запропоновано часткове виконання функцій, що притаманні технології «full hybrid». Практичне значення. Поєднання особливостей технологій «micro hybrid» та «full hybrid» у технології «mild hydrid» повинно забезпечити достатню енергоефективність, легкість установки обладнання системи та невелику її вартість.
Посилання
Ding, N., Prasad, K., & Lie, T. (2017). The electric vehicle: a review. International Journal of Electric and Hybrid Vehicles, Volume 9 (1), pp. 49-66. https://doi.org/10.1504/IJEHV.2017.082816
Foust, T., Jones, R., Graves, E., McCoskey, J., & Yoon, H.-S. (2016). Effect of an electric vehicle mode in a plug-in hybrid electric vehicle with a post-transmission electric motor. International Journal of Electric and Hybrid Vehicles, Volume 8(4), pp. 289-301. https://doi.org/10.1504/IJEHV.2016.080728
Taoudi, A., Haque, M. S., Luo, C., Strzelec, A. and Follett, R. F. (2021). Design and Optimization of a Mild Hybrid Electric Vehicle with Energy-Efficient Longitudinal Control. Отримано з https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/14-10-01-0005/ https://doi.org/10.4271/14%2D10%2D01%2D0005
Wager G., Whale J., Braunl N. (1 Jan 2016 p.). Battery cell balance of electric vehicles under fast-DC charging. International Journal of Electric and Hybrid Vehicles, Volume 8(4), p. 351-361. https://doi.org/10.1504/IJEHV.2016.080732.
Vinot, E. (2016). Comparison of different power-split hybrid architectures using a global optimisation design method. International Journal of Electric and Hybrid Vehicles, 8(3), p. 225-241. https://dx.doi.org/10.1504/IJEHV.2016.10000953
Lambros K. Mitropoulos, Panos D. Prevedouros, Pantelis Kopelias (2017). Total cost of ownership and externalities of conventional, hybrid and electric vehicle. Transportation Research Procedia(24C), p. 267–274. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2017.05.117.
Diez-Ibarbia, A., Battarra, M., Palenzuela, J., Cervantes, G., Walsh, S., De-la-Cruz, M., Theodossiades, S., Gagliardini, L. (2017). Comparison between transfer path analysis methods on an electric vehicle. Applied Acoustics(118), p. 83–101. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2016.11.015
Al-Samari, A. (December 2017 p.). Study of emissions and fuel economy for parallel hybrid versus conventional vehicles on real world and standard driving cycles. Alexandria Engineering Journal, 56(4), p. 721-726. https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.04.010.
Nissan. (2019). Welcome to the Nissan Intelligent Mobility Technology Tour Nissan’s Advanced Technology Development. Retrieved 2 05 2022 p., from https://www.nissan-global.com/PDF/NIMTT2019_Overall_Presentation_e.pdf
Dr. Welter, R., Kneißler, M. (2018). The Manual Transmission Has a Future. EClutch and Hybridization. Retrieved 21 04 2022 p., from https://bit.ly/3BVmcVI
Liu, Y., Liao, Y. G., & Lai, M-C. (Oct. 2021 p.). “Fuel Economy Improvement and Emission Reduction of 48 V Mild Hybrid Electric Vehicles with P0, P1, and P2 Architectures with Lithium Battery Cell Experimental Data. Advances in Mechanical Engineering. https://doi.org/10.1177%2F16878140211036022.
Смирнов, О. П. (2016). Науково-технічні основи підвищення ефективності експлуатації гібридних транспортних засобів. автореф. дис. ... док. техн. наук, 40. Харків: М-во освiти i науки України, ХНАДУ. Smyrnov, O. P. (2016). Naukovo-tekhnichni osnovy pidvyshchennia efektyvnosti ekspluatatsii hibrydnykh transportnykh zasobiv. [Scientific and technical bases of increase of efficiency of operation of hybrid vehicles.] avtoref. dys. ... dok. tekhn. nauk, 40. Kharkiv: M-vo osvity i nauky Ukrainy, KhNADU. [in Ukrainian].
ERTRAC Expert Group Enabling Technologies. (June 2011 p.). European Roadmap. Hybridisation of Road Transport. Retrieved 21 04 2022 p., from https://bit.ly/3BVmjk6
Сахно В. П., Тімков О. М., Іванов О. С. (2014). Моделювання та керування гібридною силовою установкою автомобіля виконаною за паралельною схемою. Вісник Національного транспортного університету № 30 (1), с. 349-356. Sakhno V. P., Timkov O. M., Ivanov O. S. (2014). Modeliuvannia ta keruvannia hibrydnoiu sylovoiu ustanovkoiu avtomobilia vykonanoiu za paralelnoiu skhemoiu. [Modeling and control of a hybrid power plant of a car made in parallel] Retrieved 21 04 2022 p., from http://publications.ntu.edu.ua/visnyk/30_1_tech_2014/349-356.pdf [in Ukrainian]
Шапко В.Ф., Шапко С.В. (2009). Метод розрахунку багатопараметрової характеристики автомобільного двигуна внутрішнього згоряння. Вісник КДПУ імені Михайла Остроградського (1/2009 (54). Частина 1), 93-96. Shapko, V.F., Shapko, S.V. (2009). Metod rozrakhunku bahatoparametrovoi kharakterystyky avtomobilnoho dvyhuna vnutrishnoho zghoriannia. [Method of calculating the multi-parameter characteristics of an automobile internal combustion engine.] http://www.kdu.edu.ua/statti/2009-1-1/93.PDF
Ребров, О. Ю., Мірошніченко, О. В. (2013). Аналіз паливної економічності бензинового автомобільного двигуна при роботі з несталим навантаженням. Вісник Нац. техн. ун-ту "ХПІ" зб. наук. пр. Темат. вип. : Транспортне машинобудування (32 (1005)), 35-39. Rebrov, O. Yu., Miroshnichenko, O. V. (2013). Analiz palyvnoi ekonomichnosti benzynovoho avtomobilnoho dvyhuna pry roboti z nestalym navantazhenniam [Analysis of fuel efficiency of a gasoline car engine when working with unstable loads] http://repository.kpi.kharkov.ua/bitstream/KhPI-Press/3785/1/vestnik_HPI_2013_32_Rebrov_Analiz%20palyvnoi.pdf.
Texty.org.ua. (without of date). Перша реєстрація автомобілів в Україні. Persha reiestratsiia avtomobiliv v Ukraini. [The first car registration in Ukraine] Retrieved from Texty.org.ua: https://texty.org.ua/cars/
Волков В.П., Вільський Г.Б. (2015). Теорія руху автомобіля. Суми: Університетська книга. Volkov V.P., Vilskyi H.B. (2015). Teoriia rukhu avtomobilia. [The theory of car motion] Sumy: Universytetska knyha. [in Ukrainian].
Bokare, P.S., Maurya, A.K. (2017). Acceleration-Deceleration Behaviour of Various Vehicle Types. Transportation Research Procedia, 25, pp. 4733-4749. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2017.05.486.
Mehar Arpan, Chandra Satish, Senathipathi Velmurugan (2013). Speed and Acceleration Characteristics of Different Types of Vehicles on Multi-Lane Highways. European TransportTrasporti Europei(55), pp. 1-12. https://bit.ly/3bT8ZCg
Rui Liu, Xuan Zhao, Xichan Zhu, Jian Ma. (2021). Statistical characteristics of driver acceleration behaviour and its probability model. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 236(2-3), pp. 395-406. https://doi.org/10.1177/09544070211018039.
Shen W, Yu H, Hu Y, Xi J. (2016). Optimization of Shift Schedule for Hybrid Electric Vehicle with Automated Manual Transmission. Energies, 9(3). https://doi.org/10.3390/en9030220.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Автомобільний транспорт
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
