RESEARCH OF THE ELECTRIC SCOOTER DRIVE ENERGY TRANSFORMATION EFFICIENCY DEPENDING ON POWER SUPPLY AND LOAD

Mykola Yakovych Ostroverkhov, Mykola Oleksandrovych Reutskyi, Danylo Yaroslavovych Trinchuk
2017 POWER ENGINEERING economics technique ecology  
УДК 621.316 М.Я. Островерхов, д-р техн. наук, проф. М.О. Реуцький, канд. техн. наук Д. Я. Трінчук, аспірант Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ В ПРИВОДІ ЕЛЕКТРОСКУТЕРА В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД СИСТЕМИ ЖИВЛЕННЯ ТА НАВАНТАЖЕННЯ На сьогодні у світі існує тенденція із обмеження споживання природних ресурсів, одним із наслідків якої є поступовий перехід від автомобілів із двигунами внутрішнього
more » ... орання до електромобілів. Система приводу останніх також неідеальна, зокрема через високий внутрішній опір автономного джерела живлення. Ефективність перетворення енергії в ній може бути покращена за рахунок підключення суперконденсаторів паралельно до акумулятора. В роботі на основі комп'ютерної моделі проведено аналіз ефективності використання суперконденсатора в електричному транспорті з автономним живленням при роботі в усталеному режимі та при відпрацюванні моделі на міський їздовий цикл. Отриманий числовий результат показав, що підключення суперконденсатора покращує енергетичну ефективність автономного електропривода. Ключові слова: електроскутер, суперконденсатор, енергоефективність, їздові цикли. Постановка проблеми. Автомобільні дороги у світі загалом та в Україні зокрема все більше займають електромобілі. Люди обирають цей вид транспорту не тільки тому що він екологічніший, а й тому, що електромобілі споживають менше енергії і, таким чином, вигідніші. Незважаючи на це, їхня енергетична ефективність хоч і більша, ніж у автомобілів з двигунами внутрішнього згорання, проте може бути покращена. В приводі цих транспортних засобів в якості джерела енергії зазвичай використовуються літій-іонні акумулятори, котрі мають одні з найвищих показників питомої енергії. Одним з можливих перетворювачів енергії є двигун постійного струму (ДПС) [4], що живиться від силового перетворювача з широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Літій-іонні акумулятори мають високий внутрішній опір, що призводить до зайвих втрат енергії. Для зменшення внутрішнього опору джерела живлення паралельно до акумулятора можна підключити батарею суперконденсаторів, оскільки останні мають суттєво менший активний опір, а також менш чутливі до ударних струмів [7] . Метою дослідження є оцінка ефективності роботи електричного привода транспортного засобу, у якому в якості джерела живлення використовується акумулятор з паралельно під'єднаним суперконденсатором. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Використання паралельного з'єднання акумулятора із суперконденсатором було запропоновано в роботі [7] . В ній були проведені дослідження впливу суперконденсатора на акумулятор при роботі на навантаження, проте не було досліджено вплив такого підключення на саме навантаження, тобто на електродвигун. Більш детальні дослідження такої системи електропривода були проведені в роботах [1-3]. В них показана ефективність такого виду живлення для гібридних транспортних засобів. У гібридних автомобілях електропривод живиться від силового генератора або від акумулятора. Такий режим роботи є «важким» як для акумулятора, так і для двигуна, на відміну від чистого електромобіля, в яких використання суперконденсаторів є більш доцільним. В роботі [6] досліджено вплив системи живлення «акумулятор-суперконденсатор» на двигун гіпотетичного електромобіля. Але це дослідження базується лише на абстрактних об'єктах, без прив'язки до реальних транспортних засобів та їхніх навантажувальних характеристик. В наведених роботах не бралось за мету дослідити вплив такої системи живлення саме на енергоефективність транспортного засобу. В даному дослідженні проведено аналіз ефективності перетворення енергії в приводі електроскутера при окремо взятому усталеному режимі роботи, а також для більш наближеного до реальності режиму роботи на міський їздовий цикл. Результати цього _________________________________________________ EFFICIENCY DEPENDING ON POWER SUPPLY AND LOAD In modern world society there is a tendency to decrease natural resources consumption. This leads to switch-over from the internal combustion engine vehicles to the electric vehicles. However, the electric drive system of the latter is not perfect as well, particularly due to high impedance of the independent power supply. So the efficiency of this system can be improved with the connection of supercapacitors in-parallel to the accumulator. This research, provided with the help of a computer model of the elec-tric drive, was made to analyze the effectiveness of utilizing supercapacitors in electric vehicles with independent power supply by testing the computer model on steady-state working modes as well as on the urban driving cycle. The obtained numeric result has shown the increasing of the electric drive efficiency caused by the including a supercapacitor to the drive power supply.
doi:10.20535/1813-5420.3.2017.117339 fatcat:ahjdnvqsffg6niykmzy2hwl4na