Overview of results in the application of flywheel hybrid transportation systems

封面

如何引用文章

全文:

详细

Among several typical energy storage methods, that flywheel energy storage has advantages such as high instantaneous power, high-performance and long service life, making it perfect secondary energy storage technology for traditional internal combustion engine vehicles. Although some progress has been made in the applied research of flywheel energy storage technology, there are no detailed studies at home and abroad that summarize its application in the vehicle applications. This paper searches the data on «flywheel energy storage», analyzes the research progress of flywheel energy storage in automotive industry, and analyzes the research progress of flywheel energy storage in vehicle applications. The search data show that flywheel energy storage technology for the vehicle applications has been studied for the last 20 years, although it is a niche research area. With respect to two typical flywheel hybrid systems, namely electric and mechanical drive, we have focused on the history of the study, research and validation of mechanical flywheel hybrid system in the automotive industry, as well as the structural characteristics of this system, the current state of research and future research trends.

作者简介

Mokhammad Tarraf

Moscow State Automobile and Road Construction State Technical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: mohammadasaat90@gmail.com

Graduate Student of Automobiles Department

俄罗斯联邦, Moscow, Leningradskiy Ave., 64, 125319

Vitaliy Gayevskiy

Moscow State Automobile and Road Construction State Technical University

Email: vit-life@rambler.ru
SPIN 代码: 2212-1128

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of Automobiles Department

俄罗斯联邦, Moscow, Leningradskiy Ave., 64, 125319

Mukhammad Deeb

National Research University «Moscow Power Engineering Institute»

Email: muhamaddeeb002@gmail.com

Candidate of Technical Sciences, Assistant of Electromechanics, Electrical and Electronic Apparatuses Department

俄罗斯联邦, Moscow, Krasnokazarmennaya, 14, bld. 1, 111250

参考

  1. Krasnevskiy L. G., Nikolayev Yu. I. Perspektivy primeneniya gibridnykh silovykh ustanovok v voyennoy avtomobil’noy tekhnike (po materialam zarubezhnoy pechati) [Perspectives of application of hybrid powerplants in military vechicles (according to the materials of foreign media)] // Aktual’nyye voprosy mashinovedeniya. Actual Issues of Mechanical Engineering. 2014. Issue. 3. P. 77–82. EDN: ZCHPGJ. (In Russ.).
  2. Nakaznoy O. A., Kharitonov S. A., Nikitin V. A. Chastichnaya otsenka tselesoobraznosti primeneniya elektricheskoy transmissii bystrokhodnykh gusenichnykh mashin [Private assessment of electrical transmissions appropriateness in high-speed tracked vehicles] // Inzhenernyy zhurnal: nauka i innovatsii. Engineering Journal: Science and Innovation. 2013. Issue 10. doi: 10.18698/2308-6033-2013-10-974. (In Russ.).
  3. Mashkov K. Yu., Naumov V. N. O povyshenii prokhodimosti transportnykh robotov [On improving the cross-country mobility of transportation robots] // Oboronnaya tekhnika. Defence Equipment. 2008. No. 1–2. P. 63–67. (In Russ.).
  4. Bakhmutov S. V., Selifonov V. V. Hibrid güç santralli ekolojik olarak temiz şehir arabası / Nauka — Proizvodstvu. NTP “Virazh-centre”, 2001, № 7. (In Russ.).
  5. Nakopitel’ energii (Arkhivnaya kopiya ot 15 iyunya 2022) // Wayback Machine // Bol’shaya rossiyskaya entsiklopediya. https://old.bigenc.ru/technology_and_technique/text/ 2246533 (accessed: 10.03.2024). (In Russ.).
  6. Huggins R. A. Energy Storage. Springer Science & Business Media, 2010. 424 p. ISBN 9781441910233. (In Engl.).
  7. Castelvecchi D. Flywheels: Spinning into Control. URL: https://web.archive.org/web/20140606223717/http://sciencewriter.org/flywheels-spinning-into-control/ (accessed: 16.03.2019). (In Engl.).
  8. Electricity Storage Association (with Thermal Storage data added by author). 2010. URL: www.electricitystorage.org/ESA/technologies (accessed: 16.03.2019). (In Engl.).
  9. Berry G. Present and future electricity storage for intermittent renewables // The 10–50 Solution: Technologies and Policies for a Low-Carbon Future. 2009. URL: https://studylib.net/doc/18563873/present-and-future-electricity-storage-for-intermittentr (accessed: 01.04.2024). (In Engl.).
  10. Guney M. S., Tepe Y. Classification and assessment of energy storage systems // Renewable & Sustainable Energy Reviews. 2017. Vol. 75. P. 1187–1197. doi: 10.1016/j.rser.2016.11.102. (In Engl.).
  11. Hannan M. A., Azidin F. A., Mohamed A. Hybrid electric vehicles and their challenges: A review // Renewable & Sustainable Energy Reviews. 2014. Vol. 29. P. 135–150. (In Engl.).
  12. Hansen J. G. R., O'Kain D. U. An assessment of flywheel high power energy storage technology for hybrid vehicles. Oak Ridge: Oak Ridge National Laboratory, 2011. URL: https://info.ornl.gov/sites/publications/files/Pub31707.pdf (accessed: 10.12.2011). (In Engl.).
  13. Hasanov A. H. oglu, Hashimov E., Zulfugarov B. Comparative analysis of the efficiency of various energy storages // Advanced Information Systems. 2023. Vol. 7(3). P. 74–80. doi: 10.20998/2522-9052.2023.3.11. (In Engl.).
  14. Zhang J., Huang L., Chen Z. Research on flywheel energy storage system and its operation control technology // Chinese Journal of Electrical Engineering. 2003. Vol. 23 (3). P. 108–111. (In Engl.).
  15. Moiseyenko V. L., Dmitriyev A. V., Maksimchik K. V., Pis’mennaya N. V. Ekspluatatsiya gibridnogo privoda na zheleznodorozhnom transporte [Operation of hybrid drive in railway transport] // Problemy bezopasnosti na transporte. Transport Safety Issues. In 5 Part / Ed. by Yu. I. Kulazhenko. Gomel’, 2020. Part 5. P. 94–96. EDN: EBKITN. (In Russ.).
  16. Bolund B., Bernhoff H., Leijon M. Flywheel energy and power storage systems // Renewable & Sustainable Energy Reviews. 2007. Vol. 11 (2). Vol. 235–258. doi: 10.1016/j.rser.2005.01.004. (In Engl.).
  17. Tang X., Hu X., Yang W., Yu H. Novel Torsional Vibration Modeling and Assessment of a Power-Split Hybrid Electric Vehicle Equipped With a Dual-Mass Flywheel // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2017. Vol. 67, no. 3. doi: 10.1109/TVT.2017.2769084. (In Engl.).
  18. Dhand A., Pullen K. Review of flywheel based internal combustion engine hybrid vehicles // International Journal of Automotive Technology. 2013. Vol. 14 (5). P. 707–804. doi: 10.1007/s12239-013-0088-x. (In Engl.).
  19. Hebner R., Beno J., Walls A. Flywheel Batteries come around again // IEEE Spectrum. 2002. Vol. 39 (4). P. 46–51. doi: 10.1109/6.993788. (In Engl.).
  20. Mouratidis P., Schüßler B., Rinderknecht S. Hybrid Energy Storage System consisting of a Flywheel and a Lithium-ion Battery for the Provision of Primary Control Reserve // 2019 8th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), Brasov, Romania. 2019. P. 94–99. doi: 10.1109/ICRERA47325.2019.8996553. (In Engl.).
  21. Diego U., Martinea P., Mcglashan N. The mechanical hybrid vehicle: an investigation of a flywheel-based vehicular regenerative energy capture system // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering. 2008. Vol. 222 (11). P. 2087–2101. doi: 10.1243/09544070JAUTO677. (In Engl.).
  22. Shabanov A. V., Lomakin V. V., Shabanov A. A., Salnikov V. I. Primeneniye kombinirovannykh silovykh ustanovok na avtomobilyakh i ekologicheskaya bezopasnost’ okruzhayushchey sredy [Usage of combined power units in vehicles and environmental safety] // Izvestiya MGTU «MAMI». Izvestia MGTU MAMI. 2013. Vol. 1, no. 1 (15). P. 232–239. DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-68365. EDN: QIMILT. (In Russ.).
  23. Zhang X., Chu Jiangwei, Li H. [et al.]. Key technologies of flywheel energy storage systems and current development status // Energy Storage Science and Technology. Vol. 2015. Vol. 4 (1). P. 55–60. (In Engl.).
  24. Dhand A., Pullen K. R. Review of Flywheel based Internal Combustion Engine Hybrid Vehicles // International Journal of Automotive Technology. 2013. Vol. 14 (5). P. 797–804. doi: 10.1007/s12239-013-0088-x. (In Engl.).
  25. Hofman T., van Drutenet R. M., Hoekstra D. [et al.]. Optimal design of energy storage systems for hybrid vehicle drivetrains // IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference. 2005. doi: 10.1109/VPPC.2005.1554535. (In Engl.).
  26. Song L., Yi Y., Xiaoliang Z. Research on Energy Management Strategy for Electric Vehicles Based on Flywheel Energy Storage // 2024 IEEE 2nd International Conference on Control, Electronics and Computer Technology (ICCECT), Jilin, China. 2024. P. 205–210. doi: 10.1109/ICCECT60629.2024.10545973. (In Engl.).
  27. Greenwood C. J. Integration of a commercial vehicle regenerative braking driveline // Int. Conf. Integrated Engine Transmission Systems. 1986. P. 127–133. (In Engl.).
  28. Brockbank C., Greenwood C. Fuel economy benefits of a flywheel and CVT based mechanical hybrid for city bus and commercial vehicle applications // SAE International Journal of Commercial Vehicles. 2010. Vol. 2 (2). P. 115–122. doi: 10.4271/2009-01-2868. (In Engl.).
  29. Vroemen B., Serrarens A. F. A., Veldpaus F. Hierarchical control of the zero-inertia powertrain // SAE Reviews. 2001. Vol. 22 (4). P. 519–526. doi: 10.1016/S0389-4304(01)00139-4. (In Engl.).
  30. Alirezaei M., Kanarachos S., Scheepers B., Maurice J. P. Experimental evaluation of optimal Vehicle Dynamic Control based on the State Dependent Riccati Equation technique // 2013 American Control Conference, Washington, DC, USA. 2013. P. 408–412. (In Engl.).
  31. Volvo Cars tests of flywheel technology confirm fuel savings of up to 25 percent // Volvo Car Group. URL: https://www.media.volvocars.com/global/en-gb/media/pressreleases/48800 (accessed: 25.04. 2013). (In Engl.).
  32. Haike New Energy Team. «Electric» flywheel hybrid system-cyclic kinetic propulsion system // Changzhou Haike New Energy Technology. URL: http://www.chk-net.com/product.asp?id=12 (accessed: 20.07. 2012). (In Engl.).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».