Обзор результатов в применении гибридных транспортных систем с маховиком

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Среди нескольких типичных методов хранения энергии маховичный накопитель обладает такими преимуществами, как мгновенная мощность, высокая эффективность, быстрый отклик, экологичность и длительный срок службы, что делает его идеальной технологией вторичного хранения энергии для традиционных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Хотя в прикладных исследованиях технологии хранения энергии на маховике достигнут определенный прогресс; в России и за рубежом нет подробных исследований, которые бы обобщили ее применение в автомобильной промышленности. В статье проведен поиск данных в базе Engineering Village и Web of Science по теме «маховичный накопитель энергии», проанализирован ход исследований технологии хранения энергии маховика в автомобильной промышленности.

Результаты поиска показывают, что данная технология изучалась в течение последних 20 лет, при этом являясь нишевым направлением исследований. Что касается двух типичных гибридных систем с маховиком, а именно электрического и механического привода, авторы сосредоточились на истории изучения, исследования и проверки механической гибридной системы в автомобильной промышленности, а также на структурных характеристиках этой системы, текущем состоянии исследований и будущих тенденциях. Всесторонний анализ показывает, что механическая система благодаря чисто механической связи между маховиком и системой трансмиссии автомобиля не только решает проблему недостаточной мощности и экономии энергии, но и повышает эффективность преобразования энергии в автомобильной гибридной силовой системе с маховиком.

Об авторах

Мохаммад Тарраф

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: mohammadasaat90@gmail.com

аспирант кафедры «Автомобили»

Россия, 125319, г. Москва, пр. Ленинградский, 64

Виталий Валентинович Гаевский

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

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

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Автомобили»

Россия, 125319, г. Москва, пр. Ленинградский, 64

Мухаммад Диб

Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Email: muhamaddeeb002@gmail.com

кандидат технических наук, ассистент кафедры «Электромеханика, электрические и электронные аппараты»

Россия, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, стр. 1

Список литературы

  1. Красневский Л. Г., Николаев Ю. И. Перспективы применения гибридных силовых установок в военной автомобильной технике (по материалам зарубежной печати) // Актуальные вопросы машиноведения. 2014. Вып. 3. C. 77–82. EDN: ZCHPGJ.
  2. Наказной О. А., Харитонов С. А., Никитин В. А. Частичная оценка целесообразности применения электрической трансмиссии быстроходных гусеничных машин // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. Вып. 10. doi: 10.18698/2308-6033-2013-10-974.
  3. Машков К. Ю., Наумов В. Н. О повышении проходимости транспортных роботов // Оборонная техника. 2008. № 1–2. С. 63–67.
  4. Бахмутов С. В., Селифонов В. В. Экологически чистый городской автомобиль с гибридной силовой установкой // Наука — производству. 2001. № 7.
  5. Накопитель энергии (Архивная копия от 15 июня 2022) // Wayback Machine // Большая российская энциклопедия. https://old.bigenc.ru/technology_and_technique/text/2246533 (дата обращения: 10.03.2024).
  6. Huggins R. A. Energy Storage. Springer Science & Business Media, 2010. 424 p. ISBN 9781441910233.
  7. Castelvecchi D. Flywheels: Spinning into Control. URL: https://web.archive.org/web/20140606223717/http://sciencewriter.org/flywheels-spinning-into-control/ (дата обращения: 16.03.2019).
  8. Electricity Storage Association (with Thermal Storage data added by author). 2010. URL: www.electricitystorage.org/ESA/technologies (дата обращения: 16.03.2019).
  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 (дата обращения: 01.04.2024).
  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.
  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.
  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 (дата обращения: 10.12.2011).
  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.
  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.
  15. Моисеенко В. Л., Дмитриев А. В., Максимчик К. В., Письменная Н. В. Эксплуатация гибридного привода на железнодорожном транспорте // Проблемы безопасности на транспорте: материалы X Междунар. науч.- практ. конф. (Гомель, 26–27 ноября 2020 г.). В 5 ч. / под общ. ред. Ю. И. Кулаженко. Гомель: Изд-во БелГУТ, 2020. Ч. 5. С. 94–96. EDN: EBKITN.
  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.
  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, № 3. doi: 10.1109/TVT.2017.2769084.
  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.
  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.
  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.
  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.
  22. Шабанов А. В., Ломакин В. В., Шабанов А. А., Сальников В. И. Применение комбинированных силовых установок на автомобилях и экологическая безопасность окружающей среды // Известия МГТУ «МАМИ». 2013. Т. 1, № 1 (15). С. 232–239. doi: 10.17816/2074-0530-68365. EDN: QIMILT.
  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.
  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.
  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.
  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.
  27. Greenwood C. J. Integration of a commercial vehicle regenerative braking driveline // Int. Conf. Integrated Engine Transmission Systems. 1986. P. 127–133.
  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.
  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.
  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.
  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 (дата обращения: 25.04.2013).
  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 (дата обращения: 20.07.2012).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

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».