Исследование эффективности алгоритма управления ускорением и замедлением транспортного колёсного средства посредством педали хода
- Авторы: Климов А.В.1,2
-
Учреждения:
- Инновационный центр «КАМАЗ»
- Московский политехнический университет
- Выпуск: Том 18, № 1 (2024)
- Страницы: 19-32
- Раздел: Транспортные и транспортно-технологические комплексы
- URL: https://journals.rcsi.science/2074-0530/article/view/256843
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-622753
- ID: 256843
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Поскольку одними из весомых затрат на эксплуатацию транспортных средств являются затраты на топливо, весьма перспективно применять машины с электрическими приводами, такие как аккумуляторные электрические, позволяющие снизить данные затраты. Основным ключевым свойством для них является величина автономного пробега на одной подзарядке. Чтобы максимизировать эту величину разработчики стараются применять более совершенные, энергоёмкие источники энергии и снижать затраты энергии при её преобразовании на пути от источника к ведущим колёсам. В этой цепи тяговый электрический привод является основным источником потерь энергии. Поэтому очень важно не только применять более совершенные электроприводы, но и совершенствовать алгоритмы управления. Для этого необходимо формировать уставки запрашиваемого момента двигателя с использованием только педали хода с учётом скорости движения, других условий, характеристик транспортного средства. Реализация такого закона позволяет водителю снизить энергопотребление за счёт управления машиной, позволяющего двигаться по инерции (накатом) и максимально использовать рекуперативное торможение с минимальным задействованием рабочей тормозной системы.
Цель работы — исследование функционирования и эффективности алгоритма определения уставок тягового и рекуперативного крутящего момента тягового электропривода, режима выбега в зависимости от скорости движения и уровня положения педали хода с применением методов математического моделирования движения машины.
Материалы и методы. Исследование функционирования и эффективности закона определения уставки тягового и рекуперативного крутящего момента тягового электропривода, режима выбега выполнено в программном комплексе Matlab Simulink.
Результаты. В статье приводятся теоретические основы построения алгоритма формирования определения уставки тягового и рекуперативного крутящего момента тягового электропривода, режима выбега, результаты виртуального исследования функционирования и эффективности данного алгоритма для управления транспортным средством в Matlab Simulink в виртуальных условиях, приближенных к эксплуатационным.
Заключение. Практическая ценность исследования заключается в возможности использования предложенного закона формирования определения уставки тягового и рекуперативного крутящего момента тягового электропривода, режима выбега для разработки системы управления тягового привода транспортных машин с целью повышения их энергоэффективности.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Александр Владимирович Климов
Инновационный центр «КАМАЗ»; Московский политехнический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: klimmanen@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5351-3622
SPIN-код: 7637-3104
Scopus Author ID: 57218166154
кандидат техн. наук, доцент Передовой инженерной школы электротранспорта; руководитель службы электрифицированных автомобилей
Россия, Москва; 107023, Москва, ул. Большая Семеновская, д. 38Список литературы
- Характеристики электробуса КАМАЗ 6282. [internet]. Набережные Челны. Дата обращения 15.10.2022. Режим доступа: https://kamaz.ru/upload/bus/Электробус%20KAMAZ-6282.pdf
- Климов А.В., Чиркин В.Г., Тишин А.М. О некоторых конструктивных особенностях и видах транспортных тяговых электрических двигателей // Автомобильная промышленность. 2021. № 7. С. 15–21. EDN: FEETSV
- Климов А.В., Тишин А.М., Чиркин В.Г. Различные виды тяговых синхронных двигателей для городских условий эксплуатации // Грузовик. 2021. № 6. С. 3–7. EDN: ZTRMYW
- Жилейкин М.М., Климов А.В., Масленников И.К. Алгоритм формирования управляющего сигнала со стороны педали акселератора, обеспечивающий энергоэффективное потребление электроэнергии тяговым приводом электробуса // Известия МГТУ «МАМИ». 2022. Т. 16, № 1. С. 51–60. doi: 10.17816/2074-0530-100232
- Бутарович Д.О., Скотников Г.И., Эраносян А.В. Алгоритм управления рекуперативным торможением с помощью педали акселератора // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. № 4. EDN: IMJRKB doi: 10.22281/2413-9920-2022-08-04-275-281
- Wen He, Chen Wang, Hui Jia. A single-pedal regenerative braking control strategy of accelerator pedal for electric vehicles based on adaptive fuzzy control algorithm // Energy Procedia. 2018. Vol. 152. P. 624–629. doi: 10.1016/j.egypro.2018.09.221
- Yongqiang Zhao, Xin Zhang, Jiashi Li, et al. A research on evaluation and development of single-pedal function for electric vehicle based on PID // J. Phys. Conf. Ser. 2020. Vol. 1605. doi: 10.1088/1742-6596/1605/1/012109
- Hongwen He, Chen Wang, Hui Jia, Xing Cui. An intelligent braking system composed single-pedal and multi-objective optimization neural network braking control strategies for electric vehicle // Applied Energy. 2020. Vol. 259, (C). doi: 10.1016/j.apenergy.2019.114172
- Zhang J., Lv C., Gou J., et al. Cooperative control of regenerative braking and hydraulic braking of an electrified passenger car // Proc. Inst. Mech. Eng. Part D: J. Automob. Eng. 2012. Vol. 226, N. 10. P. 1289–1302. doi: 10.1177/0954407012441884
- Guo J., Wang J., Cao B. Regenerative braking strategy for electric vehicles[C] // 2009 IEEE Intelligent Vehicles Symposium. 03–05 June 2009. Xi’an, China. Xi’an: IEEE, 2009. doi: 10.1109/IVS.2009.5164393
- Xu Guoqing, Li Weimin, Xu Kun, et al. An intelligent regenerative braking strategy for electric vehicles // Energies. 2011. Vol. 4, N. 9. P. 1461–1477. doi: 10.3390/en4091461
- Zhang J., Lv C., Qiu M., et al. Braking energy regeneration control of a fuel cell hybrid electric bus // Energy Conversion & Management. 2013. Vol. 76, N. 76. P. 1117–1124. doi: 10.1016/j.enconman.2013.09.003
- Wang J.W., Tsai S.H., Li H.X., et al. Spatially Piecewise Fuzzy Control Design for Sampled-Data Exponential Stabilization of Semi-Linear Parabolic PDE Systems // IEEE Transactions on Fuzzy Systems. 2018. Vol. 26, N 5. P. 2967–2980. doi: 10.1109/TFUZZ.2018.2809686
- Zhang K., Xu L., Hua J., et al. A Comparative Study on Regenerative Braking System and Its Strategies for Rear-wheel Drive Battery Electric Vehicles // Qiche Gongcheng / Automotive Engineering. Vol. 37, N. 2. P. 125–131.
- Lv C., Zhang J., Li Y., et al. Mechanism analysis and evaluation methodology of regenerative braking contribution to energy efficiency improvement of electrified vehicles // Energy Conversion and Management. 2015. Vol. 92. P. 469–482. doi: 10.1016/j.enconman.2014.12.092
- Kulas R.A., Rieland H., Pechauer J. A System Safety Perspective into Chevy Bolt’s One Pedal Driving // SAE Technical Paper. 2019. doi: 10.4271/2019-01-0133
- Wang J., Besselink I.J.M., van Boekel J.J.P., Nijmeijer H. Evaluating the energy efficiency of a one pedal driving algorithm. In: European Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Congress (EEVC 2015), Brussels, Belgium. 2015. Дата обращения 15.10.2022. Режим доступа: https://pure.tue.nl/ws/files/15971352/Evaluating_the_energy_efficiency_of_a_one_pedal_driving_algorithm.pdf
- Патент РФ № 2797069 / 31.05.2023. Бюл. № 16. Климов А.В., Оспанбеков Б.К., Жилейкин М.М. и др. Способ управления индивидуальным тяговым электроприводом ведущих колес многоколесного транспортного средства. EDN QAUBVR
- Жилейкин М.М., Котиев Г.О. Моделирование систем транспортных средств. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020.
- Бирюков В.В., Порсев Е.Г. Тяговый электрический привод. Новосибирск: НГТУ, 2018.
- ГОСТ Р 54810-2011. Автомобильные транспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний. М.: СТАНДАРТИНФОРМ, 2012. Дата обращения 15.10.2022. Режим доступа: https://meganorm.ru/Data/517/51790.pdf