Исследование тягово-динамических свойств колёсных транспортных средств с электрической и гибридной силовыми установками на стендах с беговыми барабанами

Введение. Современные колесные транспортные средства (КТС) с электрическими и гибридными силовыми установками (ЭСУ и ГСУ) становятся все более распространенными. Очевидно, что с ростом количества КТС с ЭСУ и ГСУ возникает необходимость в проведении полноценного и качественного исследования рабочих процессов КТС как на этапах производства и доводки на предприятиях-изготовителях, так и в условиях эксплуатации на станциях технического обслуживания (СТО) и прочих организациях. Исследование технического состояния КТС с ЭСУ и ГСУ с классической компоновкой силового агрегата и трансмиссии (привод на переднюю или заднюю ось) вполне возможен на существующих стендах. Но при исследовании КТС с ЭСУ и ГСУ с полным приводом или с электродвигателем-генератором (ЭГ) на каждое ведущее колесо возникает проблема, связанная с отсутствием методов и средств для измерения силы тяги, индивидуально на каждом колесе.

Материалы и методы. В данном разделе приводится анализ возможностей проведения исследования технического состояния КТС с ЭСУ и ГСУ на современных силовых и инерционных стендах, реализующих принцип обратимости движения.

Результаты. Разработаны методы исследования тягово-динамических свойств КТС с ЭСУ и ГСУ, в ходе реализации которых предлагается использовать созданный исследовательский стендовый комплекс, включающий гибридный стенд с управляющими и измерительными системами, позволяющими определять силы и мощность на ведущих колёсах КТС, а также временные и кинематические параметры процесса его функционирования. В ходе экспериментальных исследований получены результаты процессов функционирования автомобилей Kia Soul EV и Toyota Prius NHW20, выполнен анализ их силовых и кинематических параметров.

Заключение. В результате исследования доказано, что для обеспечения высокоинформативных и стабильных тестовых режимов функционирования КТС в процессе исследования их тягово-динамических свойств необходимо использовать гибридные стенды.

1. Заватский А.М., Харитонов С.А. Развитие алгоритмов активного распределения момента по осям легкового автомобиля // Труды НАМИ. 2017. № 2 (269). С. 37–44.

2. Малышев А.Н., Груненков Е.А., Дебелов В.В. [и др.]. Имитационное моделирование системы контроля изоляции высоковольтной электросети транспортного средства с гибридной силовой установкой // Известия МГТУ МАМИ. 2021. Т. 15, № 2. С. 36–50. DOI 10.31992/2074-0530-2021-48-2- 36-50. EDN KHWGZK.

3. Yin D., S. Oh & Y. Hori, Y. “A novel traction control for EV based on maximum transmissible torque estimation.” IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2009. 56(6). pp. 2086–2094.

4. Kataoka H., Sado H., Sakai & Y. Hori I., “Optimal slip ratio estimator for traction control system of electric vehicle based on fuzzy inference”. Electrical Engineering in Japan. 2001. 135(3). pp. 56–63.

5. Jason J. Poon, Michel A. Kinsy, Nathan A. Pallo, Srinivas Devadas, Ivan L. Celanovic. Hardwarein-the-Loop Testing for Electric Vehicle Drive Applications. 2012.

6. Lin C., Xu, Z. Wheel torque distribution of fourwheel-drive electric vehicles based on multi-objective optimization. Energies. 2015. 8 (5). pp. 3815–3831.

7. Sakai, S.-I., Sado, H., Hori, Y. Motion control in an electric vehicle with four independently driven inwheel motors IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 1999. 4 (1). pp. 9–16.

8. Hori Y., Future vehicle driven by electricity and control-research on fourwheel-motored UOT Electric March II”. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2004. 51(5). pp. 954–962.

9. Камнев А.В., Федотов А.И., Яньков О.С. Влияние давления воздуха в шинах на силовые потери при качении колес автомобиля по опорным роликам стенда // Автомобильная промышленность. 2022. № 10. С. 28–32. EDN MHPYZE.

10. Федотов А.И., Власов В.Г., Яньков О.С., Камнев А.В. Расчет силы сопротивления качению эластичной шины по цилиндрическим поверхностям беговых барабанов стенда // Автомобильная промышленность. 2022. № 11. С. 26–31. EDN LEQOJB.

11. Федотов А.И., Власов В.Г., Яньков О.С. Математическая модель для расчета нормальных и продольных касательных реакций в пятне контакта шины автомобильного колеса с поверхностями опорных роликов диагностического стенда // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21, № 3(122). С. 193–203. DOI 10.21285/1814-3520-2017-3-193-203. EDN YHPRAV.

12. Чернышков А.С., Федотов А.И., Яньков О.С. О функциональной диагностике автомобилей с электрической силовой установкой // International Journal of Advanced Studies. 2023. Т. 13, № 3. С. 203–223. DOI: https://doi.org/10.12731/2227-930X-2023-13-3-203-223

13. Киселёв П.А., Федотов А.И., Яньков О.С., Лобов Н.В. Обоснование динамических тестовых режимов функционирования транспортного средства с гибридной силовой установкой // Грузовик. 2024. № 7. С. 27–37. DOI 10.36652/1684-1298-2024-7-27-37. EDN DMQTJQ.

14. Федотов А.И., Яньков О.С., Киселёв П.А., Ухватов Д.О. О диагностике автомобильных гибридных силовых установок на стендах с беговыми барабанами // International Journal of Advanced Studies. 2023. Т. 13, № 1. С. 42–61. DOI 10.12731/2227-930X2023-13-1-42-61. EDN OUDNVJ.