Стратегии управления системой электроснабжения автомобилей
https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-4-474-486
EDN: LRLUCM
Аннотация
Введение. Для оптимального функционирования системы электроснабжения автомобиля необходимо совершенствовать принципы и стратегии управления. В основе принципов управления может лежать постоянство напряжения, обеспечение заряженности батареи, снижение расхода топлива и т.п.
Материалы и методы. Отличительной особенностью стратегии управления первого уровня является отсутствие дополнительных датчиков в системе электроснабжения. Их появление привело к возникновению стратегии управления второго уровня, направленной на обеспечение заряженности стартерной батареи, что достигается организацией взаимодействия электронного блока управления двигателя с генератором. В стратегии управления третьего уровня на первое место выходит снижение расхода топлива автомобиля. Рассмотрены целевые функции перечисленных стратегий управления.
Результаты. Предложена стратегия управления четвертого уровня, целью которой является снижение затрат на эксплуатацию системы электроснабжения на всех этапах жизненного цикла. Рассмотрена структура затрат на эксплуатацию системы электроснабжения, в которые входят затраты на перерасход топлива, вызванный неисправностями в работе агрегатов, а также затраты на техническое обслуживание, диагностирование, ремонт (замену) и утилизацию.
Обсуждение и заключение. Практическое применение предложенной стратегии позволит учесть все виды затрат и минимизировать расходы на эксплуатацию системы электроснабжения как автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, так и гибридных автомобилей и электромобилей, в которых электроэнергия имеет еще большую значимость.
Об авторе
А. В. Пузаков
Оренбургский государственный университет
Россия
Россия
Пузаков Андрей Владимирович – доц. кафедры технической эксплуатации и ремонта автомобилей
г. Оренбург
Список литературы
1. Зуев С. М., Малеев Р. А., Чернов А. Е. Энергетическая эффективность систем электрооборудования автономных объектов: монография. М.: ИНФРА – М. 2022. 170 с.
2. Чернов А. Е., Акимов А. В. Повышение энергетической эффективности системы электрооборудования автотранспортных средств // Известия МГТУ МАМИ. 2019. № 1 (39). С.67 – 76.
3. Cho, G.-J., Wi, H.-S., Lee, J., Park, J.-Il and Park, K.-S. (2009). Effect of Alternator Control on Vehicle Fuel Economy. Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers. Vol. 17, No. 2, pp. 20 – 25.
4. Li, B., Yang, D., Kong, W. and Lian, X. (2013). Research of Intelligent Automotive Alternator Control System to Reduce the Fuel Consumption. Applied Mechanics and Materials. Vol. 321-324. pp. 1578 – 1582. 10.4028/www.scientific.net/AMM.321-324.1578.
5. Sales, L., Pacheco, E., Monteiro, L., Souza, L. and Mota, M. (2017). Evaluation of the Influence of an Alternator with Mechanical Decoupling on Energy Consumption and CO2 Emission in a Flex Fuel Vehicle. SAE Technical Paper 2017-36-0116.
6. Wang, Y., Hu, H., Zhang, L., Zhang, N. and Sun, X. (2016). Real-Time Vehicle Energy Management System Based on Optimized Distribution of Electrical Load Power. Applied Sciences vol. 6, no. 10: pp. 285. https://doi.org/10.3390/app6100285
7. Wang, Y., Zhang, N., Wu, Y., Liu, B. and Wu, Y. (2018). A strategy of electrical energy management for internal combustion engine vehicle based on driving cycle recognition and electrical load perception. Advances in Mechanical Engineering. vol. 10(11). https://doi.org/10.1177/1687814018809236
8. Shin, J., Kim, H., Baek, S., Sunwoo, M., and Han, M. (2019) Rule-Based Alternator Control Using Predicted Velocity for Energy Management Strategy. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 141(12): 121005. https://doi.org/10.1115/1.4044616
9. Zhong, Q. & Qin, H. & Xu, R. (2018) Study on the Start-Stop System Control Strategy under Different Driving Cycle, 2018 IEEE 14th International Conference on Control and Automation (ICCA), pp. 223 – 228. DOI: 10.1109/ICCA.2018.8444176.
10. Kessels, J.T.B.A., Koot, M., de Jager, B., van den Bosch, P.P.J., Aneke, N.P.I. and Kok, D.B. (2007) Energy Management for the Electric Powernet in Vehicles With a Conventional Drivetrain, in IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 15, no. 3, pp. 494 – 505, doi: 10.1109/TCST.2007.894646.
11. Tan, Ö., Jerouschek, D., Kennel, R., Taskiran, A. (2022) Energy Management Strategy in 12-Volt Electrical System Based on Deep Reinforcement Learning. Vehicles, 4, pp. 621-638. https://doi.org/10.3390/vehicles4020036
12. Lakshminarasimhan, V., &Athani, G. (2013). An Intelligent Alternator Control Mechanism for Energy Recuperation and Fuel Efficiency Improvement. SAE International Journal of Alternative Powertrains. 2. pp. 217 –225. 10.4271/2013-01-1750.
13. Sayahan, A. and Asaei, B. (2013). An intelligent alternator control approach for fuel consumption reduction. 13th International Conference on Environment and Electrical Engineering (EEEIC), pp. 296 – 300, https://doi.org/10.1109/EEEIC-2.2013.6737925.
14. Dziubiński M, Drozd A, Adamiec M, Siemionek E. (2016) Energy balance in motor vehicles. IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 148. DOI: 012035. 10.1088/1757-899X/148/1/012035.
15. Lee, W. & Choi, D. & Sunwoo, M. (2002) Modelling and simulation of vehicle electric power system. Journal of Power Sources. Vol. 109. pp. 58-66. DOI: 10.1016/S0378-7753(02)00033-2.
16. Debelov, V. &Dzhodzhua, O. &Sednev, K. &Endachev, D. (2020) Charging balance management system modeling and implementation in intelligent vehicle with combined power system. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 819. DOI: 012037. 10.1088/1757-899X/819/1/012037.
17. Capano, G. & Mozzone, M. & Kar, N.C. (2013) Study of the electric power balance in a vehicle for the choice of the battery, 2013 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC), pp. 1-6. DOI: 10.1109/ITEC.2013.6573476.
18. Colin W., Sabarish G., Lisa F., Marcello C. (2015) A model-based supervisory energy management strategy for a 12V vehicle electrical system, Control Engineering Practice, Vol. 44, pp. 20-30, https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2015.05.011.
19. Puzakov A. (2021) Estimation of efficiency of electric power balance in automobiles. TransportProblems. Vol. 16. no. 2. pp. 113 – 120.
20. Пузаков А. В. Оценка эффективности работы системы электроснабжения автотранспортных средств. Транспорт Урала. 2022. № 4 (75). С. 62 – 67.
21. Козловский В. Н. Математическая имитационная модель оценки зарядного баланса автомобиля / В. Н. Козловский, У. В. Брачунова, А. В. Крицкий, А. С. Саксонов // Грузовик. 2021. № 7. С. 17 – 26.
22. Дрючин Д. А., Булатов С. В., Загидуллин Р. Р. Методика корректировки нормативной периодичности технического обслуживания автотранспортных средств на основе данных о фактическом расходе топлива // Интеллект. Инновации. Инвестиции. 2022. № 1. С. 93 – 101.
23. Тарасик В. П., Пузанова О. В. Влияние режима движения автомобиля на его топливную экономичность // Вестник Белорусско-Российского университета. 2020. № 1 (66). С. 76 – 85. https://doi.org/10.53078/20778481_2020_1_76. - EDN MSQGQR
24. Теренченко А. С., Аникеев С. А. Современные международные требования по ограничению выбросов диоксида углерода и расхода топлива транспортными средствами // Транспорт на альтеративном топливе. 2022. №1 (85). С. 60 – 65.
25. Пузаков А. В. Оценка влияния автомобильного генератора на расход топлива автомобиля // Интеллект. Инновации. Инвестиции. 2023. № 4. С. 83 – 93, https://doi.org/10.25198/2077-7175-2023-4-83.
26. Вышков Ю. Д., Томилин М. М. Применение суперконденсаторов в бортовых электротехнических комплексах: монография. М.: Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 2020. 160 с.
Рецензия
Для цитирования:
Пузаков А.В. Стратегии управления системой электроснабжения автомобилей. Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ". 2023;20(4):474-486. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-4-474-486. EDN: LRLUCM
For citation:
Puzakov A.V. Vehicle power supply management strategies. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2023;20(4):474-486. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2023-20-4-474-486. EDN: LRLUCM
Просмотров: 26
Послать статью по эл. почте 