Об аспектах проектирования электрифицированных транспортных средств с комбинированной энергоустановкой на основе топливных элементов

Введение (постановка задачи и актуальность). Проблема загрязнения окружающей среды особенно остро стоит в последние десятилетия. Производители транспортных средств прикладывают большие усилия и направляют значительные средства на разработку альтернативных источников энергии. Одним из таких источников является топливный элемент.

Целью исследования является общий анализ параметров энергоустановок пассажирских и грузовых транспортных средств, в которых используются топливные элементы.

Методология и методы. Произведён регрессионный анализ для расчёта потребной мощности топливного элемента в зависимости от загруженности пассажирами и условий движений транспортного средства на основе виртуального эксперимента.

Результаты и научная новизна. Проведено также имитационное моделирование различных литий-ионных тяговых аккумуляторных батарей в составе комбинированной энергоустановки транспортного средства с целью определения энергобаланса комбинированной энергоустановки в городском цикле с учётом варьирования параметрами цикловой загрузки и энергозатратами для вспомогательных систем электробуса.

Практическая значимость проведённого анализа и полученных зависимостей заключается в том, что их можно использовать на этапе подбора мощности топливных элементов при проектировании пассажирского транспортного средства большого класса.

1. Karpukhin K., Terenchenko A., Kolbasov A. The creation of modern electric vehicles with additional source of energy // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2018. – Vol. 159. – P. 306–310.

2. Кузык Б.Н., Яковец Ю.В. Россия: стратегия перехода к водородной энергетике. – М.: Институт экономических стратегий, 2007. – 400 с.

3. Ландграф И.К., Касаткин М.А. Независимая энергетика для нефтянки. Создание автономных энергоустановок на топливных элементах для объектов инфраструктуры нефтегазового комплекса и судостроительной отрасли, 10.07.2013. URL: https://magazine. neftegaz.ru/articles/tekhnologii/619046-nezavisimayaenergetika-dlya-neftyanki-sozdanie-avtonomnykhenergoustanovok-na-toplivnykh-elementakh/ (дата обращения: 05.08.2020).

4. Полякова Т.В. Состояние и перспективы водородной энергетики в России и мире. – М.: Центр глобальных проблем ИМИ, 2008. 5. Lohse-Busch H., Stutenberg K., Duoba M., Liu X., Elgowainy A., Wang M., Christenson M. Automotive fuel cell stack and system effi ciency and fuel consumption based on vehicle testing on a chassis dynamometer at minus 18°C to positive 35°C temperatures // Journal of Hydrogen Energy. – 2019. – Vol. 45. – Issue 1. – P. 1–12.

5. Tuan N., Karpukhin K., Terenchenko A., Kolbasov A. World Trends in the Development of Vehicles with Alternative Energy Sources // ARPN Journal of engineering and applied sciences. – 2018. – No. 13. – P. 2535–2542.

6. Hydro K. Hydrogen Cars Now. URL: http://www. hydrogencarsnow.com/ (дата обращения: 28.07.2020).

7. Brandon N.P., Ruiz-Trejo E., Boldrin P. Solid Oxide Fuel Cell Lifetime and Reliability. – Chennai: Elsevier Ltd., 2017.

8. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория: Учебник для вузов. – Минск: Высшая школа, 1986. – 206 с.

9. Соколовская И.Ю. Полный факторный эксперимент. – Новосибирск: НГАВТ, 2010. – 3 с.

10. Тарасов Б.П. О прикладных научных исследованиях по теме «Разработка и создание водородной системы резервного электроснабжения и аккумулирования энергии». – Черноголовка: ИПХФ РАН, 2014.

11. Karpukhin K., Terenchenko A. EVS 2017 – 30th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition / The specifi city of the popularization of hybrid and electric vehicle in the Russian Federation, 2017.

12. Zhihong Y., Donald Z., Anima B. An innovative optimal power allocation strategy for fuel cell, battery and supercapacitor hybrid electric vehicle // Journal of Power Sources. – 2011. – No. 196. – P. 2351–2359.

13. Mehrdad E., Gao Y., Longo S., Ebrahimi K.M. Modern Electric, Hybrid Electric and Fuel Cell Vehicles. – Boca Raton, London, New York: CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, an Informa business, 2018.