Алгоритм формирования управляющего сигнала со стороны педали акселератора, обеспечивающий энергоэффективное потребление электроэнергии тяговым приводом электробуса

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Для электробусов, которых сейчас все больше становится на дорогах крупных населенных пунктов, особенно актуальна задача повышения энергоэффективности движения на городском маршруте (который предполагает наличие остановок и ограничение времени движения между ними) в силу ограничений емкости бортовых источников энергии.

Цель работы. Создание алгоритма формирования управляющего сигнала со стороны педали акселератора, обеспечивающего энергоэффективное потребление электроэнергии тяговым приводом электробуса.

Методы. Предложен новый метод формирования управляющего сигнала со стороны педали акселератора, отличающийся тем, что обеспечивает работу системы «тяговый электродвигатель – преобразователь частоты» в зоне повышенного коэффициента полезного действия и ограничивает скорость нарастания уровня управляющего воздействия при резком нажатии на педаль акселератора водителем.

Результаты. Анализ результатов работы электробуса в городском цикле движения показывает, что потребляемая в процессе движения электробуса, оснащенного системами энергосбережения, суммарная осредненная электрическая мощность на 8,2% меньше, чем в случае движения электробуса, не оснащенного системами энергосбережения, в тех же условиях. Среднее значение КПД системы «тяговый привод – преобразователь частоты» электробуса, оснащенного системами энергосбережения, увеличен на 4,5%. Время движения по маршруту электробуса, оснащенного системами энергосбережения, увеличилось на 27 секунд, что является приемлемым результатом. В магистральном цикле экономия электроэнергии обеспечивалась только за счет работы противобуксовочной системы. За все время движения электробуса экономия электроэнергии составила 2,6%.

Заключение. Предложен новый метод формирования управляющего сигнала со стороны педали акселератора, отличающийся тем, что обеспечивает работу системы «тяговый электродвигатель – преобразователь частоты» в зоне повышенного коэффициента полезного действия и ограничивает скорость нарастания уровня управляющего воздействия при резком нажатии на педаль акселератора водителем.

Об авторах

Михаил Михайлович Жилейкин

Инновационный центр «КАМАЗ»

Email: ZhileykinMM@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0002-8851-959X
SPIN-код: 6561-3300

д-р техн. наук, руководитель группы инженерных расчетов

Россия, 143026, Москва, Инновационный центр Сколково, ул. Большой бул., 62

Александр Владимирович Климов

Инновационный центр «КАМАЗ»

Email: Aleksandr.Klimov@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0002-5351-3622
SPIN-код: 7637-3104

кандидат технических наук, руководитель службы электрифицированных автомобилей

Россия, 143026, Москва, Инновационный центр Сколково, ул. Большой бул., 62

Иван Константинович Масленников

Инновационный центр «КАМАЗ»

Автор, ответственный за переписку.
Email: MaslennikovIK@kamaz.ru
ORCID iD: 0000-0003-3879-0098
SPIN-код: 5320-2940

ведущий инженер-программист служба электрифицированных автомобилей

Россия, 143026, Москва, Инновационный центр Сколково, ул. Большой бул., 62

Список литературы

  1. Zhan W., Liu C., Chan C.-Y., Tomizuka M. A non-conservatively defensive strategy for urban autonomous driving. 2016 IEEE 19th International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC); 2016 November 01–04; Rio de Janeiro, Brazil. P. 459–464.
  2. Paden B., Cap M., Yong S.Z., et al. A Survey of Motion Planning and Control Techniques for Self-Driving Urban Vehicles // IEEE Transactions on Intelligent Vehicles. 2016. Vol. 1, N 1. P. 33–55. doi: 10.1109/tiv.2016.2578706
  3. Qian X., de La Fortelle A., Moutarde F. A hierarchical Model Predictive Control framework for on-road formation control of autonomous vehicles. 2016 IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV); 2016 June 19–22; Gothenburg, Sweden. P. 376–381.
  4. Kuwata Y., Karaman S., Teo J., et al. Real-Time Motion Planning With Applications to Autonomous Urban Driving // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2009. Vol. 17, N 5. P. 1105–1118. doi: 10.1109/tcst.2008.2012116
  5. Chang C.S., Sim S.S. Optimising train movements through coast control using genetic algorithms // IEE Proceedings – Electric Power Applications. 1997. Vol. 144, N 1. P. doi: 10.1049/ip-epa:19970797
  6. Kotiev G.O., Butarovich D.O., Kositsyn B.B. Energy efficient motion control of the electric bus on route // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 315. doi: 10.1088/1757-899x/315/1/012014
  7. Бутарович Д.О., Косицын Б.Б., Котиев Г.О. Метод разработки энергоэффективного закона управления электробусом при движении по городскому маршруту // Труды НАМИ. 2017. № 2. С. 16–27.
  8. Иванов В.А., Медведев В.С. Математические основы теории оптимального и логического управления: учеб. пособие. Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011.
  9. ГОСТ Р 54810-2011. Автомобильные транспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200093157 Дата обращения: 13.06.2022.
  10. Афанасьев Б.А. Проектирование полноприводных колесных машин: учебник для вузов; В 3 т. / под ред. А.А. Полунгяна. Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008.
  11. Жилейкин М.М., Котиев Г.О. Моделирование систем транспортных средств: учебник. Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2020.
  12. Анучин А.С. Системы управления электроприводов: учебник для вузов. Москва: Издательский дом МЭИ, 2015.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Принцип формирования траектории оптимального перехода изображающей точки при нажатии на педаль акселератора.

Скачать (45KB)
3. Рис. 2. Зависимость значений КПД (%) синхронного тягового электродвигателя с преобразователем частоты от частоты вращения ротора и крутящего момента на валу.

Скачать (568KB)
4. Рис. 3. Принцип формирования траектории оптимального перехода изображающей точки при отпускании педали акселератора.

Скачать (25KB)
5. Рис. 4. Изменение во времени параметра hdr для электробуса, оснащенного системами энергосбережения: 1 – сигнал регулятора; 2 – сигнал с педали акселератора.

Скачать (72KB)
6. Рис. 5. Изменение КПД системы «электродвигатель – преобразователь частоты» во времени электробуса, оснащенного системами энергосбережения.

Скачать (84KB)
7. Рис. 6. Изменение во времени параметра hdr для электробуса, оснащенного системами энергосбережения: 1 – сигнал регулятора; 2 – сигнал с педали акселератора.

Скачать (70KB)

© Эко-Вектор, 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).