По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 656.1

Анализ энергетических установок подвижного состава городского безрельсового пассажирского транспорта

Ярославцев М.В. Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск E-mail: yaroslavtsev@bk.ru

Выполнен анализ основных типов накопителей энергии, применяемых на транспорте, в первую очередь литий-ионных аккумуляторов и конденсаторов двойного электрического слоя. Установлено, что наиболее перспективным для внедрения новых технических решений видом городского транспорта является наземный безрельсовый транспорт как наиболее распространенный и обладающий наибольшим удельным расходом энергии, высокой маневренностью, требующей перехода от централизованных к частично или полностью автономным источникам энергии, а также режимом движения, связанным с частыми пусками и торможениями. Показано, что одним из основных путей повышения энергетической эффективности городского безрельсового транспорта является применение буферных накопителей энергии, способных принять энергию торможения.

Литература:

1. Основы электрической тяги  / В.Е. Розенфельд и др. – под ред. В.Е. Розенфельда.  – Москва–Ленинград: Госэнергоиздат, 1957. – 311 с.

2. Тяговый электропривод транспортного средства: интернет-портал МЭИ [Электронный ресурс] / В.А. Глушенков. – Режим доступа: http://mpei.ru/Science/ AcademicWork/Documents/project_93. pdf – загл. с экрана.

3. Каталог продукции. – ЗАО «Тролза» [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.trolza.ru/catproduct.pl  – загл. с экрана.

4. Литиевые аккумуляторы. Электронный образовательный портал МИСиС [Электронный ресурс]  / Режим доступа: http://eef.misis.ru/sites/default/files/ lectures/3-4+Тема++4.+Литиевые+аккум уляторы.pdf – загл. с экрана.

5. Суперконденсаторы. Электронный образовательный портал МИСиС [Электронный ресурс]  / Режим доступа: http://eef.misis.ru/sites/default/files/ lectures/3-4+Тема+6.+Суперконденсаторы. pdf – загл. с экрана.

6. Bayindir  K. A comprehensive overview of hybrid electric vehicle: Powertrain configurations, powertrain control techniques and electronic control units / K. Bayindir, M. Gozukucuk, A. Teke // Energy conversion and Management.  – Vol. 52 (2011). – P. 1305–1313.

7. Kohler  T.P. Investigation of control strategies for hybrid energy storage systems in hybrid electric vehicles  / T.P.  Kohler, D. Buecherl, H.G. Herzog // Vehicle power and propulsion conference, VPPC’09.  – IEEE, 2009.  – P.  1–5.  – DOI: 10.1109/ VPPC.2009.5289686

8. Lukic  SM. Power management of an ultracapacitor  / battery hybrid energy storage system in an HEV / S. M. Lukic et al. // Vehicle power and propulsion conference, VPPC’06. – IEEE, 2006. – P. 1–6.

9. Liu  D. A Z vs bi-directional DC–DC converter for multiple energy storage elements / D. Liu, L. Hui // IEEE Transactions on Power Electronics.  – Vol.  21(5), 2006.  – P. 1513–1517.

10. Lei  W. Maximum fuel economy  – oriented power management design for a fuel cell vehicle using battery and ultracapacitor / W. Lei, L. Hui // IEEE Transactions on Industry APPlications. – Vol. 46(3), 2010. – P. 1011–1020.

11. Sciarretta  A. Optimal control of parallel hybrid electric vehicles / A. Sciarretta, M. Back, L. Guzzella // IEEE Transactions on Control Systems Technology.  – Vol.  12(3), 2004. – P. 352–363.

12. Xu Liangfei. Optimal vehicle control strategy of a fuel cell/battery hybrid city bus / Xu Liangfei, Li Jianqiu, Hua Jianfeng, Li Xiangjun, Ouyang Minggao // International Journal of Hydrogen Energy. – Vol. 34(17), 2009. – P. 7323–7333.

В настоящее время остро стоит вопрос сокращения расхода энергии на подвижном составе городского транспорта. Снижение запасов невозобновляемых энергетических ресурсов, обострение экологических проблем, повышение стоимости энергоносителей обусловливают актуальность вопросов сбережения энергии. Согласно федеральному закону об энергосбережении и энергетической эффективности, энергетическая эффективность – это «характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в  целях получения такого эффекта» [1]. Применительно к электрическому транспорту полезными эффектами являются транспортная работа по перевозке пассажиров и  обеспечение комфортных условий их перевозки. Таким образом, основным показателем энергетической эффективности электрического транспорта является удельный расход энергии, измеряемый обычно в Втч/(т×км). Для близких по вместимости транспортных средств удельный расход энергии может быть измерен в кВтч/км.

В работе рассматривается городской наземный безрельсовый пассажирский транспорт. Традиционным и  наиболее массово эксплуатируемым видом такого транспорта является троллейбус. Но по мере совершенствования устройств накопления и передачи энергии возникают и новые виды транспорта. Широкое внедрение тяговых приводов с импульсным регулированием создало к  настоящему времени возможность экономии энергии путем ее рекуперации в  процессе торможения. При этом вырабатываемая энергия может возвращаться как в сеть, так и в накопитель. Созданы накопители энергии с технико-экономическими показателями, близкими к  необходимым для эффективного использования их на транспорте, в  первую очередь  – литийионные аккумуляторы (ЛИА) и конденсаторы двойного электрического слоя (КДЭС).

Понятие вида транспорта для городских пассажирских перевозок по автомобильным дорогам определяется в первую очередь источниками энергии транспортного средства. Ими могут быть тепловой двигатель, контактная сеть, накопитель либо иной источник электрической или механической энергии, устанавливаемые в унифицированные кузова. Применение электрического привода позволяет повысить энергетическую эффективность транспорта с  двигателями внутреннего сгорания за счет возможности рекуперации энергии электрического торможения.

Для Цитирования:
Ярославцев М.В., Анализ энергетических установок подвижного состава городского безрельсового пассажирского транспорта. Главный энергетик. 2018;1-2.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: