Dualny system zasobników energii w aucie hybrydowym: optymalizacja systemu zarządzania energią oraz analiza wpływu typu zasobnika na osiągi pojazdu

• Autorzy: Woźniak Piotr A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.04.24

Warianty tytułu

EN

Dual system of energy storage in a hybrid vehicle: optimization of energy management system and analysis of the impact of the energy storage type on the vehicle performance

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents results of research on the impact of the type of energy storage on the performance and economy of a vehicle. For this purpose, a proprietary energy management system has been developed that uses two power sources in a hybrid vehicle. Three types of energy storages were analyzed: Ni-MH batteries, Li-Ion batteries and a supercapacitor battery. The results of the research show that the appropriate selection of these types of energy storages and the correct management of the energy stored in them bring great benefits. As a result, it was possible to improve performance, reduce level of fuel consumption, emission of harmful substances and extend the life of the primary energy storage.

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące wpływu rodzaju zasobnika energii elektrycznej na osiągi oraz ekonomię pojazdu. Do tego celu opracowano autorski system zarządzania energią obsługujący dwa zasobniki w pojeździe z napędem hybrydowym. Analizie poddano trzy typy zasobników, akumulatory Ni-MH, akumulatory Li-Ion oraz baterię superkondensatorów. Otrzymane wyniki badań pozwalają stwierdzić, że odpowiedni dobór typów zasobników i prawidłowe zarządzanie energią w nich zmagazynowaną daje duże korzyści. Dzięki tym zabiegom udało się poprawić osiągi, obniżyć poziom zużycia paliwa, zmniejszyć emisję szkodliwych substancji oraz wydłużyć żywotność podstawowego zasobnika energii.

Słowa kluczowe

EN

supercapacitors; li-ion; ni-mh; hybrid vehicle; energy management system; energy storage

PL

superkondensator; Li-ion; ni-mh; pojazd hybrydowy; system zarządzania energią; zasobnik energii

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 4
• Strony: 113--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Woźniak Piotr A.

• Politechnika Łódzka, Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej, ul. Stefanowskiego 18, 90-537 Łódź

• https://orcid.org/0000-0001-5647-9047

Bibliografia

• [1] Irle R., Global EV Sales for 2021 H1, https://www.ev-volumes.com/
• [2] Pielecha J., Skobiej K., Kurtyka K., Exhaust Emissions and Energy Consumption Analysis of Conventional, Hybrid, and Electric Vehicles in Real Driving Cycles, Energies 2020, 13(23), 6423
• [3] Upcoming Euro 7 Emission Regulations to Drive Europe’s Zero-Emission Mobility Goal, https://dieselinformation.aecc.eu/upcoming-euro-7-emission-regulations-to-drive-europes-zero-emission-mobility-goal/
• [4] Bosch R., Napędy hybrydowe, ogniwa paliwowe i paliwa alternatywne, WKŁ, 2010
• [5] Zhao C., Zhang B., Zheng Y., Huang S., Yan T., Liu X., Hybrid Battery Thermal Management System in Electrical Vehicles: A Review, Energies 2020, 13(23), 6257
• [6] Kowal J., Avaroglu E., Chamekh F., Šenfelds A., Thien T., Wijaya D., Uwe Sauer D., Detailed analysis of the self-discharge of supercapacitors, Journal of Power Sources, 196 (2011), 573-579
• [7] Kouchachvili L., Yaici W., Entchev E., Hybrid battery/supercapacitor energy storage system for the electric vehicles, Journal of Power Sources, 374 (2018), 237-248
• [8] King A. , Power-hungry Tesla picks up supercapacitor maker,ChemistryWorld, 2019, https://www.chemistryworld.com/news/power-hungry-tesla-picks-up-supercapacitor-maker-/3010215.article
• [9] L. H. Saw, H. M. Poon, W. T. Chong, C.-T. Wang, M. C. Yew, M. K. Yew, T. C. Ng, “Numerical modeling of hybrid supercapacitor battery energy storage system for electric vehicles”, Energy Procedia 2019 (158), The 10th International Conference on Applied Energy (ICAE2018), Hong Kong, Chiny, 22-25 Sierpień 2018, 2750-2755.
• [10] J. L. Sampietro, V. Puig, R. Costa-Castelló, “Optimal Sizing of Storage Elements for a Vehicle Based on Fuel Cells, Supercapacitors, and Batteries”, Energies 2019, 12, 925.
• [11] P. Woźniak, “Hybrid energy storage system in hybrid vehicles: design of energy management strategy and comparative analysis”,Przegląd Elektrotechniczny 2020 , 96, 55-59.
• [12] A. Biswas, A. Emadi, “Energy Management Systems for Electrified Powertrains: State-of-the-Art Review and Future Trends”, IEEE Transactions on Vehicular Technology 2019, 68(7), 6453-6467.
• [13] ADVISOR, http://adv-vehicle-sim.sourceforge.net/
• [14] AMESim, https://www.plm.automation.siemens.com/global/en/products/simcenter/simcenter-amesim.html
• [15] AVL CRUISE, https://www.avl.com/cruise
• [16] PSIM, https://powersimtech.com/products/psim/psim-modules/hev-design-suite/
• [17] Autonomie, https://www.anl.gov/es/autonomie-vehicle-system-simulation-tool
• [18] New and Improved NREL Automotive Simulator Predicts Drivetrain Efficiency, DesignNews, https://www.designnews.com/new-and-improved-nrel-automotive-simulator-predicts-drivetrain-efficiency
• [19] C. W. Ng, L. Yossapong, “Comparison of Electric Bus Power Consumption Modelling and Simulation Using Basic Power Model, ADVISOR and FASTSim”, 2020 2nd International Conference on Smart Power & Internet Energy Systems (SPIES), Bangkok, Tajlandia, 15-18 Wrzesień 2020, pp. 414-419
• [20] Noga M., Juda Z., The application of NiMH batteries in a light-duty electric vehicle, Technical Transactions, 1 (2019), 197-221
• [21] He S., Wang S., Chen, H., Hou X., Shao Z., A new dual-ion hybrid energy storage system with energy density comparable to that ofternary lithium ion batteries, J. of Materials Chemistry A, 5 (2020)
• [22] Review of supercapacitors: Materials and devices, Journal of Energy Storage, 21 (2019), 801-825
• [23] L. Chiter, “DIRECT algorithm : A new definition of potentially optimal hyperrectangles”, Applied Mathematics and Computation 2006, 179(2), 742-749.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).