The rechargeable systems of electric energy storage for the category L vehicles

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The high-tech world cannot be stable essentially, therefore there are electric automobiles, electric motorcycles and other vehicles with the electric energy source alongside conventional vehicles. Due to the development of category L electric vehicles, development and manufacturing of rechargeable systems of electric energy storage (RSEES) is demanded. The design of the system of electric energy storage must meet a number of requirements given to category L electric vehicles. The system of electric energy storage as part of an electric vehicle should ensure the maximal drive range (high energy capacity) and have enough strength of ensuring the safety of a category L vehicle. One of the issues of meeting the given requirements is reducing the mass of the RSEES frame using light-alloy materials.

AIMS: Increase of energy efficiency of the two-wheeled vehicle with an electric drive based on development of the RSEES considering mass and dimensional properties.

METHODS: One of the methods of modelling the structural elements of a frame with similar geometrical layout but using various materials (nonferrous materials) is used. The theoretical simulation of loading at these structural elements and comparison of components with various materials are performed.

RESULTS: The issue of reducing the mass of the RSEES is one of the problems of improvement the category L electric vehicles (EV) efficiency. Apart from increase of drive range, reducing the mass and inertial properties of the RSEES frame leads to improvement of maneuvering ability and handling of an EV. It is worth noting that the location of the rechargeable systems of electric energy storage inside an electric motorcycle positively affects energy efficiency because of lowering the center of mass, which consequently reflects on aerodynamics and driving of category L electric vehicle.

CONCLUSIONS: The main current issue of development of the RSEES for electric vehicles including electric motorcycles is reducing its mass. One of the ways of achieving it is using variable alloys in the RSEES frame design. The method of calculation of the design of the frame of the rechargeable system of electric energy storage which allows optimal choosing of material and component geometry, that makes possible to reduce mass and dimensional properties by 20%, is shown in the article. The next stage is manufacturing of a prototype and practical testing of the PSEES for confirmation of the theoretical calculations.

About the authors

Ivan P. Degtyarev

State Scientific Center of the Russian Federation “NAMI”

Author for correspondence.
Email: iIvan.degtyarev@nami.ru
ORCID iD: 0000-0001-5378-6578

Chief Design Engineer of the Information and Intelligent Systems Center

Russian Federation, 2 Automotornaya street, 125438 Moscow

Rinat H. Kurmaev

State Scientific Center of the Russian Federation “NAMI”

Email: rinat.kurmaev@nami.ru
ORCID iD: 0000-0001-7064-0466
SPIN-code: 6483-2444

Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Director of the Research and Education Center

Russian Federation, 2 Automotornaya street, 125438 Moscow

References

  1. Razelli E. Prospects for Lead-Acid Batteries in the New Millennium. Journal of Power Sources. 2003;116(1–2):2–3. doi: 10.1016/S0378-7753(02)00675-4
  2. Anderman M. Brief Assessment of Improvements in EV Battery Technology since the BTAP June 2000 Report. Needham: Advanced Automotive Batteries; 2003. Available from: https://www.tech-insider.org/electric-vehicles/research/acrobat/030327-2.pdf accessed: 05.06.2022.
  3. Cherry C, Cervero R. Use Characteristics and Mode Choice Behavior of Electric Bike Users in China. Transport Policy. 2007;14(3):247-257. doi: 10.1016/j.tranpol.2007.02.005
  4. Stroganov VI. Povyshenie ekspluatatsionnykh kharakteristik elektromobiley i avtomobiley s kombinirovannoy energoustanovkoy [dissertation] Moscow; 2014. Available from: http://d21221704.samgtu.ru/sites/d21221704.samgtu.ru/files/dissertaciya_stroganov_18.10.14.pdf accessed: 05.06.2022. (in Russ).
  5. Ospanbekov BK. Povyshenie energeticheskoy effektivnosti i ekspluatatsionnykh pokazateley elektromobiley [dissertation] Moscow; 2017. Available from: https://miit.ru/content/%D0%94%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F.pdf?id_wm=770923 accessed: 05.06.2022. (in Russ).
  6. Feng L, Jiang Y, Chen S. Problem Analysis and Policy Options for Electric Bicycle Development. Strategy Study of Urban Transport Development in China. Beijing: Center for Sustainable Transportation, China Academy of Transportation Sciences; 2007.
  7. Patent RUS № 2563576 / 20.09.2015 Byul. № 26. Khambittser G, Khaytbaum I, Bork M, et al. Batareynaya ustanovka vysokoy moshchnosti i sposob upravleniya batareynoy ustanovkoy vy-sokoy moshchnosti. Available from: https://new.fips.ru/iiss/document.xhtml?faces-redirect=true&id=f4b0cfdb6790fa15fc7993d8b8650fe4 accessed: 05.06.2022. (in Russ).
  8. Patent RUS № 2589530 / 10.07.2016 Byul. № 19. U S, Van Kh, Se Sh. Silovaya ustanovka elektromobilya, elektromobil i sposob obogreva akkumulyatornoy batarei elektromobilya. Available from: https://new.fips.ru/iiss/document.xhtml?faces-redirect=true&id=34c4a21238de7148541fc03021e8f7a3 accessed: 05.06.2022. (in Russ).
  9. Patent RUS № 2570242 / 10.12.2015 Byul. № 34. Venger U, Koler BR, Yenni Kh-R. Elektromobil i zaryadnoe ustroystvo bortovogo akkumulyatora dlya etogo elektromobilya. Available from: https://new.fips.ru/iiss/document.xhtml?faces-redirect=true&id=c013f0ff0c9dd3f5d2d73806c45b0827 accessed: 05.06.2022. (in Russ).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Electric motorcycles and their technical properties.

Download (313KB)
3. Fig. 2. The battery module consisting of battery cells [3].

Download (148KB)
4. Fig. 3. The finger-type battery element [5].

Download (100KB)
5. Fig. 4. The frame of the traction battery [3].

Download (110KB)
6. Fig. 5. The vibrational strength simulation of a steel component.

Download (154KB)

Copyright (c) 2023 Degtyarev I.P., Kurmaev R.H.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

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».