Перспективы использования комбинированной энергоустановки на мотоциклах

Введение (постановка задачи и актуальность). Мировые тенденции снижения вредных выбросов, повышения экологичности при производстве, эксплуатации и утилизации техники, инженерных систем, в том числе энергоустановок, использующих ископаемое топливо, требуют непрерывного повышения не только культуры производства, но и развития новых методов и технологий, позволяющих более полно использовать доступные ресурсы и вырабатываемую энергию. К ним относится переход от традиционных источников энергии на колёсном безрельсовом транспорте к комбинированным или чисто электрическим. Наибольшее распространение комбинированные энергоустановки (КЭУ) получили на автомобильном транспорте, а на мотоциклах КЭУ практически не используются.

Цель исследования – провести анализ мирового опыта по разработке мотоциклов с КЭУ, разработать математическую модель и показать перспективы использования КЭУ на двухколёсных транспортных средствах – мотоциклах – с точки зрения снижения удельного расхода топлива при одновременном сохранении динамических характеристик.

Методология и методы. Обоснованность и достоверность представленных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается использованием строгого математического аппарата механики и термодинамики, научно обоснованных теоретических предпосылок при составлении и реализации математической модели.

Результаты и научная новизна. В статье представлены научно обоснованные выводы о целесообразности и перспективности использования электропривода в комбинации с традиционным двигателем внутреннего сгорания на мотоциклах.

Практическая значимость. В статье показано, как рациональный выбор конструктивной схемы силового агрегата позволяет обеспечить положительный экономический и экологический эффект с точки зрения объёма ежегодно сжигаемого ископаемого топлива.

1. В России числится более 2 млн мотоциклов. Автостат. URL: https://www.autostat.ru/infographics/57369/ (дата обращения: 03.02.2025).

2. Zahabi S.A.H., Miranda-Moreno L., Barla Ph., Vincent B. Fuel economy of hybrid-electric versus conventional gasoline vehicles in real-world conditions: A case study of cold cities in Quebec, Canada // Transportation Research Part D: Transport and Environment. – 2014. – V. 32. – P. 184–192. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trd.2014.07.007.

3. Mitropoulos L.K., Prevedouros P.D., Kopelias P. Total cost of ownership and externalities of conventional, hybrid and electric vehicle // Transportation Research Procedia. – 2017. – V. 24. – P. 267–274. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2017.05.117.

4. Plötz P., Funke S.Á., Jochem P. The impact of daily and annual driving on fuel economy and CO2 emissions of plug-in hybrid electric vehicles // Transportation Research Part A: Policy and Practice. – 2018. – V. 118. – P. 331–340. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tra.2018.09.018.

5. Zahedi R., Pourezzat A.A., Jafari M. Hybrid energy storage system for electric motorcycles: Technical and economic analysis // Case Studies in Thermal Engineering. – 2024. – V. 60. – No. 104613. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csite.2024.104613.

6. Tuan N.Kh., Karpukhin K.E., Terenchenko A.S., Kolbasov A.F. World trends in the development of vehicles with alternative energy sources // ARPN Journal of engineering and applied sciences. – 2018. – V. 13. – No. 7. – P. 2535–2542.

7. Chuong Nguyen Khanh, Sachintha Balasooriya, Kavalchuk I., Kolbasov A., Karpukhin K., Terenchenko A. Novel adaptive control method for BLCD drive of electric bike for Vietnam environment // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – V. 819. – No. 012017.

8. Honda at Tokyo Motor Show 2017. Automotive World. URL: https://www.automotiveworld.com/news-releases/honda-tokyo-motor-show-2017/ (дата обращения: 03.02.2025).

9. Hybrid System PCX Hybrid Twin. Honda Technology. Honda. URL: https://global.honda/en/tech/Hybrid_System_PCX_HYBRID/ (дата обращения: 03.02.2025).

10. Honda is Developing a Hybrid Motorcycle With Two Electric Motors. URL: https://www.motorcycle.com/bikes/new-model-preview/honda-is-developing-a-hybridmotorcycle-with-two-electric-motors-44592382 (дата обращения: 03.02.2025).

11. US20110073401A1 – Hybrid motorcycle – Google Patents. URL: https://patents.google.com/patent/US20110073401A1/en (дата обращения: 03.02.2025).

12. EP2236338A1 – Hybrid Motorcycle or Scooter – Google Patents. URL: https://patents.google.com/patent/EP2236338A1/en (дата обращения: 03.02.2025).

13. Ninja 7 Hybrid MY 2024 – Kawasaki United Kingdom. URL: https://www.kawasaki.co.uk/en/products/Supersport/2024/Ninja_7_Hybrid/specifications?Uid=092CCQ1RWgwNC1AMCVgJXF1fDFAMDl9QWFpeDg1dXVlbC1A (дата обращения: 03.02.2025).

14. Ninja 650 MY 2024 – Kawasaki United Kingdom. URL: https://www.kawasaki.co.uk/en/products/Supersport/ 2025/Ninja_650/specifications?Uid=094FCwlZXwkMW1BYW19ZXA4OXFBfWw4LUQpZCg0JDgkOUFg&aa_click=3147031181550138 (дата обращения: 05.02.2025).

15. Ninja 500 SE MY 2024 – Kawasaki United Kingdom. URL: https://www.kawasaki.co.uk/en/products/Supersport/2025/Ninja_500_SE/specifications?Uid=07D0XVlQXQpYUV5dW1hcXFAKDlBRWFhRC15YWlgKDl1RWAk&aa_click=3147031181550138 (дата обращения: 05.02.2025).

16. Kawasaki Z7 Hybrid (2024) – Long Term Review. URL: https://www.bennetts.co.uk/bikesocial/reviews/bikes/long-term-test-bikes/kawasaki-long-termtest-bikes/z7-hybrid-2024-review (дата обращения: 11.02.2025).

17. Бирюков В.В., Порсев Е.Г. Тяговый электрический привод: учебник для вузов / 2-е изд., испр. и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2025. – 315 с.

18. Ramadesigan V. et al. Modeling and simulation of lithium-ion batteries from a systems engineering perspective // Journal of The Electrochemical Society. – 2012. – V. 159. – No. 3. – P. R31–R45.

19. Lithium ion rechargeable batteries: technical handbook Sony Corporation. URL: http://www.sony.com.cn/products/ed/battery/download.pdf (дата обращения: 11.02.2025).

20. Gillespie T.D. Fundamentals of vehicle dynamics / Society of Automotive Engineers, Inc. 400. Commonwealth Drive Warrendalc, PA 15096-0001.

21. Kawasaki Ninja 500 SE Specs. URL: https://fastestlaps.com/models/kawasaki-ninja-500-se (дата обращения: 11.02.2025).

22. Kawasaki Ninja 650 Acceleration and Top Speed. URL: https://motostatz.com/kawasaki-ninja-650-acceleration/ (дата обращения: 11.02.2025).