Dynamiczne procesy w napędzie samochodu elektrycznego w ruchu miejskim

• Autorzy: Trzaska Z.

Warianty tytułu

EN

Dynamic processes in the electric drive system in the urban traffic

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zmniejszenie emisji CO₂ do atmosfery o 80% do roku 2050 będzie wymagało 95% dekarbonizacji sektora transportu drogowego. Osiągnięcie tego celu możliwe jest poprzez odpowiednie finansowanie strategii zwiększających wykorzystanie elektrycznych pojazdów oraz wdrożenie pilotażowych programów elektromobilności w miastach. Samochód elektryczny umożliwia zróżnicowanie prędkości jazdy i zmiany obciążenia podczas ruchu w mieście i w obszarach pozamiejskich. Rozwój elektrycznych układów napędowych zapewnia osiągnięcie wysokiej efektywności przemiany energii i jej transferu między różnymi rodzajami wtórnych źródeł energii, co jest bardzo istotne ze względu na potrzebę dbałości o minimalizację emisji gazów cieplarnianych i niekorzystnego wpływu transportu miejskiego na środowisko naturalne. W modelu napędu samochodu elektrycznego uwzględniono standardowy przebieg jego prędkości w ruchu miejskim i wprowadzono oddziaływanie układu transmisyjnego na przebieg napięcia indukcji wzajemnej w uzwojeniu silnika magnetoelektrycznego. Rozpatrzone zostały rozwinięte struktury zarówno baterii elektrochemicznej, jak i silnika elektrycznego połączonego za pomocą układu transmisyjnego z zespołem jezdnym. Wyznaczone zostały przebiegi napięć i prądów w układzie oraz mocy na zaciskach baterii zasilającej w energię silnik elektryczny. Ustalono bardzo szybkie zmiany prądu w baterii, których przebieg jest podobny do krótkotrwałych impulsów. Działanie baterii w takich warunkach może prowadzić do bardzo szybkiego jej zużycia a nawet do jej uszkodzeń w krótkim czasie eksploatacji. Poprawa może być uzyskana przez dołączenie superkondensatora na zaciski baterii.

EN

Reducing CO₂ emissions by 80% at year 2050 will require a 95% decarbonisation of road transport sector. Achieving this goal is possible by adequate funding policies to increase use of electric vehicles and implementation of pilot programs of electromobility in the cities. Electric car allow differentiation of speed and load changes while moving in the city and in areas outside the city. The development of electric drive systems will achieve high efficiency of energy conversion and its transfer between different types of secondary sources of energy. This fact is very important because of the need to care for minimization of greenhouse gas emissions and adverse impact of transport on the natural environment. In the model of the drive system of an electric car is taken into account a standard mileage rate of a car in the city, and the impact of the transmission introduced in the course of mutual induction voltage in the motor winding of a permanent magnet has been involved. The studied model incorporates the well-established structures of both electrochemical battery and electric motor combined with an energy transmission system to the band runway. Voltage and current waveforms in the system and power at the terminals of the battery supplying the electric motor have been determined. Very rapid change of current in the battery, with the forms quite similar to a short pulse has been established. Operation of the battery in these conditions can lead to very rapid energy consumption even for the damages in a short time of car use. The improvement can be achieved by connecting the supercapacitor at the terminals of the battery.

Słowa kluczowe

PL

samochód elektryczny; bateria elektrochemiczna; transport miejski; stany dynamiczne; model obwodowy

EN

electric car; electrochemical battery; urban transport; dynamic states; circuit model

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Transport Miejski i Regionalny
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 11
• Strony: 26--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Trzaska Z.

• Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania Wydział Zarządzania i Inżynierii Produkcji, ul. Wawelska 14, 02–061 Warszawa

Bibliografia

• 1. Polityka energetyczna Polski do 2030 roku, Ministerstwo Gospodarki, Dokument przyjęty przez Radę Ministrów w dniu 10 listopada 2009 roku.
• 2. Blau S.K., Noisy electric vehicles-but not too noisy, „Physics Today”, 2013, nr 8.
• 3. Burke A.F., Batteries and Ultracapacitors for Electric, Hybrid, and Fuel Cell Vehicles, „Proceedings of the IEEE”, 2007, nr 4.
• 4. Chłopek Z., Badania zużycia energii przez samochód elektryczny w warunkach symulujących jazdę w mieście, „Eksploatacja i Niezawodność”, 2013, nr 1.
• 5. Mapelli F.L., Tarsitano D., Stefano A., Plug-in hybrid electric al commercial vehicle: Modeling and prototype realization, IEEE International Electric Vehicle Conference, IEVC 2012, Greenville 2012.
• 6. Cheli F., Mapelli F.L., Manigrasso R., Tarsitano D., Full energetic model of a plug-in hybrid electrical vehicle, SPEEDAM 2008 – International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, Ischia 2008.
• 7. Matthew-Wilson C., A critique of the economic and environment al value of electric cars, Londyn, The Dog & Lemon Guide, 2010.
• 8. Trzaska Z., Perspective for growth of electricity consumption in metropolita traffic of electric vehicles — the need for developments of charging stations, Proceedings of the Conference on Equilibred Development of Cities, Warsaw-Paprotnia 2011.
• 9. Kneeshaw S., Electric Vehicles in Urban Europe, Baseline Report, http://urbact.eu/en/projects/low-carbon-urban-environments/evue/homepage/
• 10. Juda Z., Advanced batteries and supercapacitors for electric vehicle propulsion systems with kinetic energy recovery, „Journal of KONES Powertrain and Transport”, 2011, nr 4.
• 11. Yang S., Deng C., Tang T., Qian Y., Electric vehicle’s energy consumption of car-following models, „Nonlinear Dynamics”, 2013, nr 1–2.
• 12. Gao D.W., Mi C., Emadi A., Modeling and Simulation of Electric and Hybrid Vehicles, „Proceedings of the IEEE”, 2007, nr 4.
• 13. Zhu Z.Q., Howe D., Electrical Machines and Drives for Electric, Hybrid, and Fuel Cell Vehicles, „Proceedings of the IEEE”, 2007, nr 4.
• 14. Trzaska Z., Differential_Algebraic Models of Dynamical Systems. Properties and Applications, Oficyna Wydawnicza WSEiZ, Warsaw 2013.
• 15. Chłopek Z., The cognitive interpretation of the Monte Carlo metod for the technical applications, „Eksploatacja i Niezawodność”, 2009, nr 3.
• 16. Trzaska Z., Analiza i projektowanie obwodów elektrycznych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2009.
• 17. Higham D.J., Higham N.J., MATLAB Guide, Second Edition. SIAM, Cambridge University Press (UK), 2005.