Разработка ёмкостно-индуктивной системы электроснабжения электромобиля

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В настоящее время автомобильные научно-исследовательские организации по всему миру ведут активные разработки в области бесконтактного электроснабжения электромобилей. Основным преимуществом таких систем является возможность пополнения запасов энергии на борту транспортного средства в процессе его движения без использования скользящего контакта.

Цель работы — повышение энергоэффективности электромобиля путём применения ёмкостно-индуктивной системы электроснабжения.

Материалы и методы. При проведении исследований была использована математическая модель городского цикла движения согласно Правилам № 83 ЕЭК ООН.

Результаты. Разработана структурная схема ёмкостно-индуктивной системы электроснабжения, и определён алгоритм её работы в городском цикле. Проведены обзор и анализ современных научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок по теме работы, а также различных систем бесконтактного электроснабжения электромобилей. В качестве объекта исследования выбрана резонансная система бесконтактного электроснабжения с одной первичной обмоткой как способ передачи энергии и батарея ионисторов как способ накопления.

Заключение. Предложенная система тягового электрооборудования и алгоритм её работы могут быть использованы автомобильными предприятиями и НИИ для конструирования городских пассажирских транспортных средств.

Об авторах

Егор Михайлович Климов

Московский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: klimov.mami@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0004-9739-0267
SPIN-код: 2759-7425

преподаватель кафедры «Электрооборудование и промышленная электроника»

Россия, Москва

Анатолий Михайлович Фиронов

Московский политехнический университет

Email: a.m.fironov@mospolytech.ru
ORCID iD: 0000-0003-2683-9958
SPIN-код: 8824-5702

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Наземные транспортные средства»

Россия, Москва

Руслан Алексеевич Малеев

Московский политехнический университет

Email: 19rusmal@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3430-6406
SPIN-код: 7801-3294

канд. техн. наук, доцент, профессор кафедры «Электрооборудование и промышленная электроника»

Россия, Москва

Сергей Михайлович Зуев

МИРЭА — Российский технологический университет; Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»

Email: sergei_zuev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7033-1882
SPIN-код: 6602-6618

канд. физ.-мат. наук, доцент, начальник управления подготовки кадров высшей квалификации и ДПО, доцент кафедры Оптико-электронных приборов и систем

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Klimov EM, Fironov AM, Maleev RA, et al. Development of an algorithm for the operation of an electric vehicle electric drive in the urban cycle. Izvestiya MGTU "MAMI". 2023;17(2):137–145. doi: 10.17816/2074-0530-321355 (In Russ.) EDN: ZMGPZP
  2. Suul JA, Guidi G. Overview and Electro-Technical Evaluation of the State-of-the-Art for Conductive and Inductive Power Transfer Technologies. SINTEF Energy Research Report. 2018. Available online: https://www.sintef.no/globalassets/project/elingo/18-0733-rapport-3-technology-for-dynamic-on-road-6-til-nett.pdf (accessed 02.05.2023).
  3. Bombardier’s PRIMOVE E-buses Pass 500,000 km Milestone. Available online: https://bombardier.com/en/media/news/bombardiers-primove-e-buses-pass-500000-km-milestone (accessed 02.05.2023).
  4. Thai VX, Choi SY, Choi BH, et al. Coreless power supply rails compatible with both stationary and dynamic charging of electric vehicles. In Proceedings of the 2015 IEEE 2nd International Future Energy Electronics Conference (IFEEC). Taipei. Taiwan. 2015:1–5. [CrossRef]
  5. Choi SY, Rim CT. Recent progress in developments of on-line electric vehicles. In Proceedings of the 2015 6th International Conference on Power Electronics Systems and Applications (PESA). Hong Kong, China. 2015:1–8. [CrossRef]
  6. From Wireless to Dynamic Electric Vehicle Charging: The Evolution of Qualcomm Halo. Available online: https://www.qualcomm.com/news/onq/2017/05/wireless-dynamic-ev-charging-evolution-qualcomm-halo (accessed on 2 May 02.05.2023).
  7. Laporte S, Coquery G. Deniau V, et al. Dynamic Wireless Power Transfer Charging Infrastructure for Future EVs. Experimental Track to Real Circulated Roads Demonstrations. World Electr. Veh. J. 2019;(10):84. [CrossRef]
  8. Galigekere V, Ozpineci B. High Power and Dynamic Wireless Charging of Electric Vehicles (EVs). In Proceedings of the 2021 U.S DOE Vehicle Technologies Office Annual Merit Review. 2021.
  9. Xue L, Galigekere V, Su GJ, Zeng, et al. Design and Analysis of a 200 kW Dynamic Wireless Charging System for Electric Vehicles. In Proceedings of the 2022 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC). Houston. USA. 2022:1096–1103. [CrossRef]
  10. Wireless Charging Electric Road Projects | Electreon. Available online: https://electreon.com/projects (accessed on 2 May 02.05.2023).
  11. Maemura M, Wendt A. Dynamic Power Transfer as a Feature—Employing Stationary WPT Devices for Dynamic Operation. In Proceedings of the 2020 IEEE PELSWorkshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW). Seou. Republic of Korea. 2020:50–55. [CrossRef]
  12. Noeren J, Parspour N, Elbracht L. An Easily Scalable Dynamic Wireless Power Transfer System for Electric Vehicles. Energies. 2023;(16):3936. doi: 10.3390/en16093936 EDN: HSOFOM
  13. Strebkov DS. Resonance methods of power supply of contactless high-frequency electric transport. Energy Bulletin. 2018;(24). (In Russ.) EDN: VAIBWM
  14. Polyakov NA. Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences, Electric starter system for starting vehicles using a combined source of electrical energy. Moscow. 2005:22. (In Russ.) EDN: NNMYLV
  15. Lavrikov AA, Maleev RA, Zuev SM, et al. Mathematical modeling of an adapter for equalizing battery voltages. Bulletin of Moscow State Technical University “MAMI”. 2019;41(3):57–66. doi: 10.31992/2074-0530-2019-41-3-57-65 (In Russ.) EDN: JJQDIV
  16. Zuev SM. Energy efficiency of electrical equipment systems of autonomous objects. Moscow. 2022:170. ISBN 978-5-16-017104-3 doi: 10.12737/1740252 (In Russ.) EDN: SDSSKE
  17. Zuev SM, Varlamov D O, Lavrikov AA, et al. Electrical equipment and electronics of cars. A brief explanatory Russian-English terminological dictionary. Moscow. 2021:200. doi: 10.12737/1242228 (In Russ.) EDN: CKQFIL
  18. Maleev RA, Zuev SM, Lavrikov AA, Grebenchikov NP. Study of operating modes of capacitive energy storage devices in automobile engine starting systems. Bulletin of Moscow State Technical University MAMI. 2019;39(1):29–35. doi: 10.31992/2074-0530-2019-39-1-29-35 (In Russ.) EDN: YZZSKL

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Электрическая схема системы бесконтактного электроснабжения электромобиля с одной первичной обмоткой.

Скачать (86KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Электрическая схема резонансной системы электроснабжения электромобиля с несколькими первичными обмотками.

Скачать (177KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кривые изменения КПД системы во времени.

Скачать (142KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Устройство системы электроснабжения транспортного средства методом электростатической индукции: 1 — электромобиль; 2 — источник электроэнергии; 3 — вторичная обмотка трансформатора; 4 — первичная цепь трансформатора; 5, 8, 9 — сетевые кабели; 6 — нейтральная пластина; 7 — преобразовательно-коммутационная аппаратура; 10 — опорная поверхность; 11 — бортовой накопитель энергии; 12 — воздушный промежуток; 13 — колесо.

Скачать (70KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Расчётный городской цикл движения согласно Правилам ЕЭК ООН № 83.

Скачать (189KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Система тягового электрооборудования ходового макета: 1 — вторичная обмотка; 2 — конденсаторная батарея; 3 — реостат; 4 — выпрямитель; 5 — тяговый электродвигатель; 6 — главная передача.

Скачать (193KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Алгоритм работы СТЭО в городском цикле движения: КБ — использование энергии конденсаторной батареи для движения; РТ — рекуперативное торможение.

Скачать (135KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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».