автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Городской солнцемобиль

Московский Государственный технический университет

«МАМИ»

1 1

Нгуен Куанг Тхиеу

рр^разф Дукоппсм

1 0 ЯНй 2000

ГОРОДСКОЙ СОЛНЦЕМОБИЛЬ

Специальность 05.09.03 "Электротехнические комплексы и системы, включая их управление и регулирование"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2000

Работа выполнена на кафедре "Электротехника и компьютеризированные электромеханические системы" Московского Государственного Технического Университета "МАМИ"

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Б.И.Петленко Научный консультант - кандидат технических наук Д.И.Гурьянов Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор В.Г. Еременко - кандидат технических наук, доцент А.П. Фомин t

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие НИИАЭ (ФГУП НИИАЭ)

Защита состоится " 43 " t^vctibpA 2000 г. в 15 часов в аудитории на заседании диссертационного совета К 063.49.05 в Московском Государственном техническом университете "МАМИ".

Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу:

105839, Москва, Е-23, Б. Семеновская ул., 38, МАМИ, ученому секретарю. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАМИ.

Автореферат разослан HjOA-Sjv^ 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент В.П. Коробченко

ОЪЧ&.М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с резким ухудшением мировой экологической обстановки и сокращением ресурсов нефтепродуктов - источника топлива дня автомобильного транспорта, все большую актуальность приобретают работы по разработке и созданию экологически чистых транспортных средств (ТС) с использованием альтернативных бортовых источников энергии различной физической природы. Таким ТС должен стать электромобиль (ЭМ). Однпм из перспективных видов энергии, пригодным для использования в ЭМ, является солнечная энергия. Солнечная энергия, преобразуемая в электрическую посредством солнечной батареи (СБ), накапливается в тяговой аккумуляторной батарее (ТАБ) ЭМ, или непосредственно подпитывает его тяговую систему. ЭМ, использующий солнечную энергию для дополнительного питания своего тягового электродвигателя (ТЭД), называется солнцемобилем (СМ). Сдерживающими факторами широкомасштабного использования СМ в городских условиях движения являются высокая стоимость и низкий КПД СБ. Однако в течение последнего десятилетия наблюдается тенденция непрерывного снижения стоимости СБ при повышении их эффективности. Стала актуальной проблема создания легких СМ для внутригородских перевозок.

Цель к задачи работы. Целью исследования диссертационной работы является проведение комплексных исследований взаимосвязей и процессов в СМ, позволяющих обеспечить его конкурентоспособность путем рационализации работы комбинированной энергоустановки (КЭУ), включающей СБ и ТАБ, и создания экономичных алгоритмов управления электроприводам. Это позволит создать легкий СМ для городских транспортных потоков.

Соответствующий;, сформулированной цели и решенные в диссертационной работе задачи определены следующим образом:

анализ тенденций развития солкцемобияей н его подсистем и обоснование целесообразности создания городского солнцемобиля;

- оценка моделей солнечных элементов (СЭ) и создание математической модели СБ с учетом метеорологических условий и скорости движения СМ;

уточнение аппроксимированных описаний ТАБ и разработка математической модели, обеспечивающих адекватность воспроизведешь их реальных характеристик при разряде от самых малых до токов короткого замыкания; разработка математической модели городского СМ для комплексных исследований его эксплуатационных свойств с учетом дорожно-эксплуатационных условий;

- разработка рационального алгоритма управления совместной работой СБ и ТАБ в составе КЭУ с целью повышения энергетической эффективности городского СМ; создание методики исследования релейного тягового электропривода с использованием динамических механических характеристик и разработка алгоритма статической оптимизации дополнительных потерь.

Методы исследовании. Исследования взаимосвязей и процессов в СМ осуществлены методом 'математического моделирования с использованием основных положений теории автомобиля, электропривода и автоматического управления. Выявленные количественные взаимосвязи между параметрами исследуемых источников энергии и тягового электропривода представлены в аналитическом виде, графической ингерпрета-

цией, алгоритмами и программным обеспечением. Результаты и выводы работы теоретически обоснованы и подтверждены в необходимых случаях экспериментами.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель городского солнцемобиля с рациональной совместной работой СБ и ТАБ и рациональными установленными взаимосвязями в нем;

2. Новая математическая модель СБ, адаптированная к транспортным потокам;

3. Математическая модель ТАБ, описывающая ее разрядные процессы от самых малых до токов короткого замыкания;

4. Поисковый алгоритм оптимального регулирования мощности СБ с уменьшением числа итераций определения оптимума;

5. Алгоритм расчета рабочих характеристик СБ городского солнцемобиля с учетом метеорологических условий.

Обоснованность и достоверность научных положений и результатов. Обоснованность научных выводов и результатов работы, полученных на основе математического моделирования СМ и его подсистем подтверждается хорошей сходимостью полученных данных с результатами экспериментальных испытаний различных фирм, производящих СБ и ТАБ, а также с параметрами натурных испытаний релейного электропривода ЭМ на стендах отдела испытаний электроприводов ОАО «АвтоВАЗ».

Научная новизна работы. Для городских солнцемобилей разработаны: математическая модель городского СМ со следующими отличительными особенностями: рациональной совместной работой СБ и ТАБ; установленными рациональными взаимосвязями в городсхом солнцемобиле;

новая математическая модель СБ на базе предложенной упрощенной модели СЭ с учетом изменения освещенности, температуры окружающей среды и скорости движения СМ, адаптированная к транспортным условиям эксплуатации;

- математическая модель ТАБ, описывающая ее разрядные процессы от самых малых до токов короткого замыкания;

- поисковый алгоритм оптимального регулирования мощности СБ со способами уменьшения числа итераций определения оптимума;

- алгоритм статической оптимизации процессов энергопреобразования в релейном электроприводе со стабилизацией пульсаций тока якоря по минимуму потерь; методика предварительного определения массогабаритных показателей СБ и ТАБ с целью обеспечения заданных эксплуатационных свойств СМ.

Практическая ценность работы заключается в разработке: алгоритма расчета солнечной батареи городского солнцемобиля с определением ее основных параметров и характеристик с учетом метеорологических условий и скорости движения СМ;

- методики построения структуры КЭУ в составе ТАБ и СБ с обоснованием рациональных режимов совместной работы двух источников;

- методики расчета основных параметров городского солнцемобиля и его силовых агрегатов, удовлетворяющих заданным эксплуатациохшым условиям;

- программы расчета потребительских и эксплуатационных свойств городского солнцемобиля для стандартных ездовых циклов.

Результаты работы создают основу для технической реализации СМ с КЭУ, включающей СБ и ТАБ. Разработанная математическая модель СМ использована в инженерной практике и в учебном процессе.

Реалгоация результатов. Полненные результаты теоретических исследований I расчетных данных, разработанные математическая модель и программное обеспечение гспользованы при разработке перспективных транспортных средств с тяговыми щектроприводами в отделе электромобилей НИИАЭ и конструкторском бюро (Автодизайн» при ОАО «АвтоВАЗ», и в учебном процессе МАМИ и ТолПИ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и >добрены на 8 научных конференциях, в том числе на: Международной научио-техни-юской конференции «100 лет Российскому автомобилю. Промышленность и высшая пкола» (г. Москва, 1996 г.); Всероссийском электротехническом конгрессе с междуна-юдным участием «На рубеже веков: итоги и перспективы» (г. Москва, 1999г.); 4-й международной научно-технической конференции «Нетрадиционные электромеханические и иектрические системы» (г. С. Петербург, 1999 г.); Международном научном симпозиуме (Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа» (г. Москва, 1999 г.); Между-гародном симпозиуме «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и юдготовки кадров» (г. Москва, 2000г.);

Публикация. По теме диссертации опубликовано 29 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав ; выводами по каждой главе, заключения, списка использованной литературы и 2 при-южения. Результаты изложены на 227 страницах машинописного текста, иллюстриро-¡анного 50 таблицами, 95 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дало обоснование актуальности диссертационной работы, сформу-жрованы цель и задачи исследования, выделены положения, выносимые на защиту, гаучная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проводится анализ тенденций развития соянцемобилей и его тодсистем, и обоснование целесообразности создания городского солнцемобиля.

Существующие СМ по принципу эксплуатации систематизированы в группы: шдивидуальные, специальные дая экологически чистых зон, городские и спортивные.

Анализ технических характеристик современных СМ показывает, что сегодня >ффективны только спортивные. Они созданы с применением наукоемких технологий в >бластях автомобилестроения, металлургии, полупроводниковых материалов, электро-гехники и электроники. Такие СМ полной массой 300.. .400 кг развивают скорость до 140 см/ч и покрывают расстояния до 500 км в день. В большинстве из них применяются сомпозитные материалы для изготовления шасси, кузовов, высокоэффективные СБ (ц = Ю...27%) и энергоемкие ТАБ (е = 80...150 Вт.ч/кг), вентильные ТЭД с высокими /дельными показателями (1,5...2,5 кВт/кг), специальные шины с уменьшенным коэффициентом сопротивления качения (f = 0,004...0,008) и малый коэффициент аэродинамического сопротивления (сх = 0,08...0,12).

Анализ взаимосвязей и процессов энергопреобразования в СМ определил спе-дифику совместной работы СБ и ТАБ в КЭУ. СБ дополняет энергией разгон и равномерное движение по ровной дороге и на подъем: и обеспечивает подзаряд ТАБ на стошке, при его движении под уклон и торможении. ТАБ, как тяговый источник энергии, эеализует динамические и перегрузочные режимы СМ, причем на разгоне выделяет мощность для требуемого ускорения, а при торможении - поглощает рекуперируемую шнетическую энергию.

Огмеченная совокупность процессов энергопреобразования в СМ, как в гибридном транспортном средстве, сконцентрирована в схеме энергетики СМ (рис. 1).

Энергоемкость каждого бортового источника за световой день или за цикл работы ТАБ предлагается в качестве основного критерия их классификации. Например, в спортивных СМ основным является СБ, а буферным - АБ. В других видах СМ - это соотношение сохраняется до наоборот.

Энергия рекуперации торможения Рис. 1. Энергетика городского солидемобиля

Анализ проблем и перспектив развития солнечной энергетики показывает, что в настоящее время СБ, пригодная для использования на СМ является монокристашшческая кремниевая с КПД около 24%. В будущем ожидается совершенствование СБ на основе гетероструктуры с большей эффективностью.

Технико-эксплуатационные характеристики современных ТАБ (свинцово-кислотной, никель-кадмиевой, никель-металл-гидридаой) удовлетворяют требованиям тягового источника, а литиевые батареи в будущем увеличат пробег СМ.

Проведенный анализ показал, что в СМ предпочтительным является тяговый релейный электропривод с минимизацией пульсацяонных и коммутационных потерь.

Вторая глава посвящена разработке математической модели солнечной батареи, адаптированной к транспортным условиям эксплуатации.

Выходной ток СБ определяется числом элементов, соединенных параллельно, а выходное напряжение - числом элементов, соединенных последовательно. Мощность СБ складывается из выходных мощностей отдельных СЭ. Математическая модель СБ построена на основе модели СЭ, которая выводится из уравнений физики твердого тела. Этот вывод достаточно громоздок и приводит к моделям, которые представляют интерес в основном только для исследователя, работающего непосредственно в области СЭ. Поэтому во многих публикациях приведены только наиболее существенные результаты вывода математической модели СЭ и соответствующая терминология из теории полупроводников.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) СЭ имеет вид.

¡сэ =4~Мехр

е(Цсэ +1сэКп) АкТ

-1 -

К

(1)

где А - поправочный коэффициент; е - заряд электрона; к - постоянная Больцмана, к/е = 8,62.10"3 эВ/К; Т - температура элемента; R„, Яш - последовательное и гаунтовое сопротивления СЭ, соответственно; 1ф - фототек; /0„ - обратный ток насыщения /¡-«-перехода; 1сэ, Vc3 - выходные ток и напряжение СЭ.

Примем следующие обозначения параметров СЭ: ток, напряжение, мощность соответственно I, U, Р (без индекса СЭ), а параметры СБ - Ice, Uce, Рсб (с индексом СБ).

Точки пересечения ВАХ с осями координат соответствуют крайним режимам работы СЭ - холостого хода -Ua я короткого замыкания -1„. На ВАХ СЭ существует точка, где выходная мощность СЭ достигает своего максимального значения. Это оптимальная рабочая точка, в которой выполняются условия:

Р»«Кс = Ропш = UúnríIonn и dP/dl = 0.

Для идеального СЭ Rm велико, a R„ мало, поэтому его ВАХ имеет вид:

[=It,-l0H{cxv\(eU!{kT)\-\}. (2)

Математическая модель (1) громоздка и неудобна дня инженерных расчетов. Характеристики модели (2) идеального СЭ существенно отличны от реальных. В работе предложена новая упрощенная математическая модель СЭ, позволяющая описать его ВАХ с достаточной точностью для инженерных расчетов:

1=1ф-аиь, (3)

где в, Ь - коэффициенты аппроксимации, которые при известных £/„, la, Uonm, hnm, находятся из соотношений:

J

В табл. 1 приведены параметры СЭ «Power-Мах» ф. «Siemens Solar» (Германия) при аппроксимации по моделям (1)...(3) при освещенности ЮООВт/м2 и температуре элемента 25°С. Сравнение результатов аппроксимации и оценка относительной погрешности 5 трех моделей ВАХ СЭ приведены на рис. 2.

Таблица 1

Параметры и коэффициенты аппроксимации СЭ

Уравнения аппроксимации Параметры и коэффициенты аппроксимации

Г г Г + ,1 ^ + „Л /-w«!«^ мт j-ij- ^ а) А = 2,0594; Яв = 272,22; Р.„ = 2,0833а-4; /¡s = 3,45; /„,, = 4,013е'5.

/ = /„-/« Ц^г)-1 (2) = 3,45; /„„ = 4,013е'5.

1 = 1ф-аиь (3) а = 795,41; 6= 10,56.

Анализ полученных результатов (рис. 2, б) позволяет сделать вывод, что ВАХ СЭ при заданных освещенности и температуре элемента с достаточной точностью описывается математической моделью (3). При этом погрешность расчета в рабочем диапазоне ВАХ не превышает 5%, что допустимо для инженерной практики. Приемлемая точность и малая расчетная емкость дает возможность использовать эту модель в качестве наблюдателя системы управления КЭУ.

I, А 4.0

3.0

2.0

1.0

0.0

аппроксимированные кривые:

--- по(1) ;

. . по (2);

_ по (3).

»ее эксперимент

0.2

10.0 л

5.0 -

<5= 100(/w-/)//,„; у - экспервмен- / тальные данные

-5.0

"Т

0.0 0.2 0.4 0.6 в 0.0 0.2 0.4 0.6 и, В

а) б)

Рис. 2. А1троксимировш2>ыс но (1)...(3) В АХ СЭ (а) и их относительные погрешности (б)

(5)

При изменении освещенности и температуры ВАХ СЭ можно записать в виде: 1 = I„[S/S0 +Рг(Тсэ-T0)]-a(U -AU)6;| AU = -RnAI+M Ты-Г«), j

где S - текущая освещенность; So, То - исходные освещенность и температура СЭ, при которых проводились испытания СЭ; R„, Тсэ - последовательное сопротивление и температура СЭ; Д., - температурные коэффициенты соответственно тока и

напряжения.

Температура СЭ, в свою очередь, зависит от степени освещенности, температуры окружающей среды Тагр и скорости ветра ив:

Гсэ =(S/-Wi*eU' +Тг)+Токр +ДГ], (6)

где Гь Та, а - эмпирические коэффициенты; АГ - разность температур между элементом и его тыльной поверхностью, зависящая от типа и толщины покрытия СЭ.

Проведенные исследования выходной мощности «транспортного» СЭ от степени освещенности и температуры по математическим моделям (5) и (б) показали, что при снижении освещенности и повышении температуры окружающей среды уменьшается выходная мощность СЭ. Температура СЭ уменьшается с нарастающей скоростью движения СМ, что приводит к увеличению выходной мощности элемента.

Солнечная батарея является совокупностью параллельно и последовательно соединенных солнечных элементов. Параллельное соединение СЭ образует «группу», а последовательное - «цепочку». ВАХ СБ, состоящей из р групп и s цепочек, интенсивность освещения каждой из которых различна, можно найти из уравнения:

IcE(Ucr,) = iVcs(Uce)j]UcE = -Д^Н , (?)

M 5 ]иСБ

где ВД) = ; = (1 -k)I^sRs .

j=i

На базе разработанной математической модели «транспортного» СЭ (5) создан алгоритм расчета «транспортной» солнечной батареи (рис. 3) и определены его основные параметры и характеристики с учетом метеорологических условий.

Исходные данные

Анализ еыходных данных

Рис. 3. Алгоритм расчета рабочш характеристик солкечиой батареи

Третья глава посвящена исследованию КЭУ, включающей СБ и ТАБ. Существует большое количество математических моделей различных типов ТАБ. Широкое распространение получили разновидности формулы Пейкерта:

2=а}-", (В)

где и и С - постоянные аппроксимации; 1Р, Тр - величины разрядного тока и продолжительности разряда; Q - отданная емкость ТАБ при разряде током 1Р.

При больших токах разряда хорошие результаты дает расчет по формуле:

<2 = -

в

(

1 рном у

К"

- ТАБ '

ю

(9)

где Етаб, Ка, и^р - ЭДС, внутреннее сопротивление, конечное разрядное напряжение ТАБ; 1„ ~ Етлв^а - ток короткого замыкания; В, а л/}- постоянные аппроксимации.

В работе предложена модель ТАБ при его разряде от самых малых до токов короткого замыкания:

0 = (1р1АЖ1г/1яомТ~ВГ, (10)

где/], В, а, Р- коэффициенты аппроксимации.

Оценху точности приведенных моделей ТАБ (8... 10) проиллюстрируем на примере разрядной кривой свинцово-кислотной батареи «Genesis 13Ah» (ф. «Energy Hawker» США) (рис. 4). Установлена аналогичная адекватность модели также дня аккумуляторов никелевой и литиевой групп.

Аппроксимированные кривые

__по (8);

по (9); по (10);

10 0 -10

-20 i -30 -40 --50

о

40

б)

80

120

Рис.4. Разрядные характеристики сшящово-кислотной ТАБ (а) и погрешности аглроксимгцим (б)

Предложенная модель (10) обеспечивает наилучшие результаты (рис. 4) по сравнению с известными (8) и (9). При разряде от 0,5С до относительная погрешность аппроксимации по (10) не превышает 1,14%.

Изучение совместной работы СБ к ТАБ в КЭУ СМ потребовало разделить цепь ТАБ на зарядную - ЗУ и разрядную - РУ для обеспечения оптимальных режимов СБ. ЗУ и РУ связываются СБ через стабилизатор напряжения (СН). Использование отдельных зарядно-разрядных устройств ТАБ позволило рационально использовать КЭУ переменной структуры, основные режимы работы которой систематизированы в табл. 2.

Режимы совместной работы СБ и ТАБ в КЭУ СМ

Таблица 2

/„А

Ip, А

Режим Участок работы Состояния системы

ЗУ Освещенный (О), движение с малой скоростью, спуск, торможение или стоянка Разряженная АБ, избыток энергии, генерируемой СБ: VcE~Uiy+ Utas = UH\ Ies -1зу+ht, 1tas - In', Ich — In', Ipv - 0.

ЗУиСН О, движение с малой скоростью Энергия, генерируемая СБ, превышает энергию, передаваемую в нагрузку и на зарзд АБ: Ucs~Uiy+ Utas- uca+ ug\ Ies -1зу+Iii, 1тлб~ In', 1си~ Iii, Irv = 0.

СН О, движение с малой скоростью Заряженная АБ в режиме хранения, избыток энергии, генерируемой СБ: Ucs = Uca + XJjf, Ies ='■ кя= fe Ir,< = 0; ípy-=0.

СНиРУ О, разгон, движение с большой скоростью Разряд АБ, компенсирующий недостаток энергии, генерируемой СБ: Ucs + Ucb = Ufy + Utas ~ Uli, Ies+¡tas ~ I¡í, Ies — Ich', Itas — Irv-

РУ Теневой Разрдд АБ на теневом участке: Ucs = 0; Utas ~ Ulf, Ice = Ich ~ 1зу - 0; Itas = Irv-

Управление регуляторами в КЭУ переменной структуры может обеспечить оптимальное использование источника в точке экстремальной мощности в каждом из рабочих режимов (экстремальное регулирование) за счет изменения рабочего напряжения СБ. Наиболее приемлемым в КЭУ с СБ является шаговый метод поиска экстремума. Мощность СБ при каждом шаге поиска измеряется и сравнивается с предыдущим значением.

На основании разработанной математической модели СБ (7) и шагового метода поиска оптимума ее мощности, разработан поисковый алгоритм регулирования максимальной мощности СБ без измерения последней, что приводит к уменьшению времени поиска точки огтошума, простоте реализации и повышению точности регулятора. Результаты моделирования данного алгоритма приведены на рис. 5. Рассмотрены случаи изменения освещенности от меньшей степени до большей (наброс нагрузки) и наоборот (сброс нагрузки).

и, в

150 -,

140

130 -

ДС/=1В

120

LГ

Ks итерации

100 200 а)

300

I, А 3.5

3.0

2.5

2.0 H 1.5

Р, Вт 500

400 -

300 -

-Жрграцир 200

100 _ 200 б)

300

100 ч 200

300

Графшся изменения напряжения (а), тока (б) и мощности (в) СБ при шаге поиска ДU = 1В.

Рис. 5. Моделирование алгоритма ряулировання кяксммалънай мощности СБ

Четвертая глава посвящена исследованию взаимосвязей и процессов з городском солнцемобиле. При создании городского СМ первоочередной задачей является установление совокупности взаимосвязей между его техгопсо-эксплуатационными свойствами, заданной тяговой характеристикой и характеристиками его силовых агрегатов. Требуемые эксплуатационные свойства городского СМ обеспечиваются рационализацией этой совокупности взаимосвязей, что наиболее рационально может быть выполнено при использовании математической модели системы "дорога - колеса - ТЭД - преобразователи - КЭУ". Анализ параметров и характеристик тяговой системы городского СМ основывается на исследованиях тягово-скоростных свойств последнего в условиях реальных маршрутов, которые определяют статические и динамические режимы силовых агрегатов.

Под статическими режимами будем понимать прямолинейное равномерное движение СМ по горизонтальной дороге, с заданной величиной углов уклона дороги. Расчет разномерного движения выявляет значения тяговых сил F*, моментов Ait, мощностей Рк для постоянных скоростей и уклонов подъема и спуска, по которым ищутся максимальные величины силы тяги Fhaa, момента А/ьы« и мощности Рытс-

Расчет максимальных величин статических режимов СМ является первой итерацией поиска параметров и характеристик тяговой системы: передаточного числа трансмиссии иг; максимальных момента М„акс, мощности Рши и частоты вращения сомакс ТЭД; мощности, тока и напряжения бортового вентильного двигателя (БВП) и КЭУ.

Результаты расчетов статических режимов СМ полной массой 600... 800 кг для скоростей 40... 110 км/ч сгруппированы в табл. 3.

Таблица 3

Параметры статических режимов городского СМ при разных массах и скоростях

Масса, пара-км/ч — т = 600 кг т = 700 кг т = 800 кг

Ft, Н мь Нм Pi, кВт Ft, Н Л4, Нм Pi, кВт Fh Н Mt, Нм Pi, кВт

40 ~ 79,03 18,18 0,88 86,88 19,98 0,97 94,73 21,79 1,05

60 118,96 27,36 1,98 126,81 29,17 2,11 1134.66 30,97 2,24

80 174,87 40,22 3,89 182,71 42,02 4,06 I 190,56 43,83 4,23

110 288,67 66,39 8,82 296,52 6 8,20 9,"б ¡304,36 70,00 9,30

Второй статический режим определяется преодолением заданных подъемов. Рассмотрим зависимость силы тяги К*, крутящего момента А4 и мощности Рк от величины угла преодолеваемого подъема / от 0 до 20%, с постоянными скоростями в

диапазоне 5.. .25 км/ч. Результаты расчетов сведем в табл. 4

Таблица 4

_Расчетные данные Л/>, /У от величины угла преодолеваемого подъема I и скорости

/, % Скорость, параметры

5 км/ч 10 км/ч 15 км/ч 20 км/ч 25 км/ч

Ft, Mi, Л, Ft, Mt, Д. Ft, Mt, Pt, Ft, Mt, Pt, Ft, Mt, Pi,

Н Нм кВт Н Нм кВт Н Нм кВт Н Нм кВт Н Нм кВт

0 55 13 0,08 57 13 0,16 59 14 0,25 62 14 0,35 66 15 0,46

10 738 170 1,03 740 170 2,05 742 171 3,09 745 171 4,14 749 172 5,2

20 1401 322 1,95 1402 323 3,90 1405 323 5,85 1408 324 7,82 1412 325 9,81

Анализ второго статического режима (u = const, i > 0) показывает, что сила тяги Fk и крутящий момент Мк практически не чувствительны к малым скоростям из-за малости аэродинамической силы Fw. Тяговая мощность Рк имеет характер линейного нарастания, угол которого определяется величиной преодолеваемого подъема. Зато тяговая сила Fk и крутящий момент Мк существенно зависят от величины преодолеваемого утла подъема, что соответствует физике процесса и общим уравнениям движения.

Подобно предыдущему варианту проведем анализ движения третьего статического режима (у = const, г < 0), т.е. движение СМ под уклон дня углов 5...20% при скорости в диапазоне 5...40 км/ч. Данные расчетов систематизированы в табл. 5.

Таблица 5

Расчетные данные Far, Mm Ptr от величины угла спуска! и скорости

Г, % Скорость, параметры

5 км/ч 10 км/ч 25 км/ч 30 км/ч 40 км/ч

Fir, Н Mir, Нм Pit, кВт Fit, Н Mir, Нм Pit, кВт Fit, Н Mtr, Нм Pit, кВт Fa, Н Нм Pit, кВт Fit, Н Mtr, Нм Pit, кВт

0 55 13 0,08 57 13 0,16 59 14 0,25 62 14 0,35 66 15 0,46

-10 -628 -144 -0,87 -627 -144 -1,74 -621 -143 -3,45 -612 -141 -5,10 -599 -138 -6,66

-20 -1292 -297 -Ш -1291 -297 -3,59 -1286 -296 -7,14 -1276 -294 -10,64 -1264 -291 -14,0

Итак, первые два статических режима позволят нам установить максимальные тяговые параметры силовых агрегатов с учетом предельных величин мощности и момента сил сопротивления движения, в третьем случае - максимальные тормозные параметры, которые необходимы для генераторного режима электропривода и заряда ТАБ.

Разгон и торможение городского СМ- динамические режимы электропривода.

Расчет максимальных величин силы тяги, момента, и мощности динамических режимов СМ является второй итерацией для определения предельных параметров и характеристик силовых агрегатов. В работе детально изучен разгон СМ.

В зависимости от способа задания ускорения a{t) можно разделил, траектории разгона городского СМ до заданной скорости v, за заданное время Тр на три основных вида: равноускоренный; разгон второго вида - с постоянным ускорением на первом этапе (от 0 до Т„ - время перехода от первого этапа на второй) и переменным - m втором (от Т„ до Тр), ускорение в конце разгона приближается к нулю; разгон третьего вида - с постоянным ускорением на первом этапе и переменным на второй!, в коше которого ускорение не равно нулю.

В табл. б приведены величины F*™», Mw, Рьшк, mv при разгоне городского СМ массой 700 кг до 90 км/ч за 15с.

Таблица 6

Ткговыс, мощностные и энергетические показатели процесса разгона городского СМ

Ввд разгона Ftana H Mhux, Км Pimx, КВт wv„ Втч/км

Равноускоренный 1393 320 34,59 365,3

Разгон второго вида 1615 372 38,73 403,0

Разгон третьего вида 1719 395 2ÔJ6~~ 313,7

Сравнение законов разгона СМ (табл.6) выгодно отличает разгон третьего вида («двухзонного регулирования»), который требует наименьших величин мощности Ры« и приведенного расхода энергии Выделенные в таблицах (3.. .6) параметры на колесе наилучшим образом удовлетворяют предопределенным эксплуатационным свойствам городского СМ. Параметры силовых агрегатов (ТЭД, БВП, КЭУ) определяются при умножении их соответствующих КПД на параметры на колесе.

Исследование энергетического баланса городского СМ при различных режимах его движения (разгоне, установившемся движении, замедлении, торможении) позволило предварительно определить приведенный расход энергии м*„р КЭУ за цикл.

Рассчитаны необходимые площади различных СБ, обеспечивающие заданные пробеги СМ при равномерном движении. Расчет ведется по разработанному алгоритму определения параметров СБ с учетом приведенных расходов энергии го табл. 3, результаты сгруппированы в табл. 7.

Таблица 7

Площади СБ (м2), обеспечивающие задшшые пробеги СМ с постоянной скоростью

Тин со. и г с ri iïi'.ix батареи КПД СБ, % Пробег L, км

40 ! 60 80 100 120 140

Монокристаллические кремниевые 20 31,50 | 2.2S з,ео 3,75 4,50 5,25

Поликристаллические кремниевые 15 2,00 % 3,00 4,00 5,00 6,00 6,99

Поликристаллические на основе CuInGaSe2 11 "2}" ! "09 5,45 6,81 8,18 9,54

Аморфные кремниевые 10 j 3,00 | 4,50 6,00 7,49 8,99 10,49

Поликристаллвчесхие на основе CdTe 9 ! 3.33 ПшГ 6,66 8,33 9,99 11,66

Учишвая значения приведенного расхода энергии и>„р по пцклу, определенного при исследовании энергетического баланса СМ, и максимальной мощности КЭУ, определяемой из максимальной тяговой мощности (Рьш* = 20,36 кВт (табл. 6)), определены массы различных типов ТАБ, обеспечивающие заданные пробеги и динамику городского СМ (табл. 8).

Таблица 8

Массы ТАБ, обеспечивающие заданные пробеги и динамику городского СМ

Тип ТАБ Удельные показатели Масса ТАБ, кг

по пробегу по мощности

е, В гч/кг РусТЛС, Вт/кг 80 км 100 км

Свинцово-кисдотиые 35 200 120 149 131

Никель-кадмиевыа 50 170 84 105 154

Никель-металл-гидридвые 80 250 52 65 '¡65

Литий-ионные 100 300 42 52 Г

Литий-полимерные 150 315 28 илГл, 83

При определении предельных характеристик и параметров ТЭД и БВП использовали статические и динамические режимы, как наиболее полно отвечающие общеприняты режимам электропривода. Определение массогабаритных показателей источников КЭУ нами выполнялось с учетом наиболее энергоемкого циклического движения (европейского испытательного цикла). Следует отметил., что разработанная методика оказалось простой, конкретной и достоверной для расчета СМ.

В 5-ой главе исследован тяговый электропривод с импульсным регулированием.

Как правило, регулирование скорости осуществляется изменением напряжения якоря. Так регулируется скорость вниз от номинальной, а вверх - уменьшением магнитного потока. Рассматриваемый метод позволяет регулировать на всем диапазоне скоростей. В тяговых приводах распространены два способа регулирования напряжения в обмотках электродвигателя: пщротно-импульсный и релейный.

В релейном элевпроприводе частота подключения источника питания к ТЭД зависит от свойств привода и характера нагрузки.

Динамическая механическая характеристика устанавливает взаимосвязь между независимыми переменными состояния (со, М) в общем виде, справедливом для любых режимов работы. Эта характеристика, определяющая электромеханические переходные процессы электропривода, описывается уравнениями:

ТэГ^ + Т^ + с,^- ТэТм^+Тм^-+М,Муст, (И)

где Тэ, Тм - электромагнитные и электромеханические постоянные времени привода; соуС„, Муст - частота вращения и крутящий момент ТЭД при установившемся движении.

Решение (11) при комплексных корнях характеристического уравнения равно:

М + -М„т)созО,/ +\р.<ргшт -Мт{\- аТэ)-аТ^^шП,Г/(ТэПр)},(

а при вещественных кордах приводится к виду:

в> = 0>уст+{0)*аЧ-°}уст}1 +\iM уст ~ М нт) ~ a\J нач ~ а устУ "''Ж^У j

м = Муст + 1иуст -Мначу>< +[(Мнач -/?Дшмч)-а{Гэ(Муст -Мнач)/(а2Тэ).}

Полученные решения позволяют рассчитать все переходные процессы при ®0 = const и любых начальных условиях. Имея переходные процессы © = /(г) и М = /(/) можно построить динамическую характеристику привода.

При импульсном регулировании рациональный закон коммутации должен отражать компромисс между противоречивыми требованиями снижения потерь в машине и силовом преобразователе. Таким образом, задача определения рационального режима работы системы «преобразователь - двигатель» сводится к нахождению оптимальной величины Дошл с учетом суммарных потерь в приводе.

На основе анализа электромагнитных процессов получены формулы для расчета суммарных потерь импульсного регулирования в системе электропривода, включающих пульсационные потери двигателя и коммутационные - силового преобразователя.

При расчете пульсационных потерь учитывались потери в меди обмотки якоря двигателя. Коммутационные потери в преобразователе рассчитывались при допущении, что нагрузха имеет чисто индуктивный характер. Преобразователь принимался эквивалентным полностью управляемому силовому ключу.

Потери от пульсации тока в двигателе равны: ДP = U*/(RT)[TU + 2АТэ(е~т»пэ -1) + Л2ТЭ(1 -е '1Т»'Гэ)/2 + В1Т^{еГ1Г"'Тэ - е'2Т" 'Тэ)П\-М1,

где Л = (i-е~г'/ТэУ[1 -е~(-т"+г»^гэ]; c = а коммутационные потери в преобразователе определяются по формуле:

Рк = I<Щжис1пш

тогда суммарные пульсационные и коммутащюнные потери равны:

Дифференцируя последнее выражение по величине Д и приравнивая производную нулю, находится Aom, как параметр статической оптимизации в релейном тяговом электроприводе по критерию минимуму потерь.

В шестой главе выполнены экспериментальные исследования городского СМ.

Математическая модель позволяет решать комплексные проблемы и научно обосновать принятие основополагающих решений при создании СМ. Моделирование значительно снижает вероятность появления ошибок. Анализ существующих методов моделирования и накопленный опыт в электромобилестроении показал, что наиболее полно поставленная цель достигается при использовании структурного моделирования.

Структурная математическая модель строится таким образом, что основные структурные элементы СМ представляются отдельными подмоделями. Эт подмодели вычисляют требуемые функции на основании обработки задаваемой пользователем или получаемой от подмоделей других элементов необходимой информации. При этом отдельные подмодели должны иметь строго определенный набор входов и выходов. Взаимосвязь между подмоделями осуществляется по алгоритму, реализующему взаимодействие элементов в соответствии с уравнениями связи. Блок-схема разработанной »модели городского СМ с приводом ведущих колес от тягового электродвигателя при питании от ТАБ и СБ представлена на рис. 6.

Модель КЭУ

Подмодель тяговой аккумуляторной батареи

J t 1 г

Подмодель солнечной батареи

Ввод исходных данных

Модель режимов н условий движения

JE.

Подмодель тягового электродвигателя

Подмодель бортового вентильного преобразователя

Модель системы релейного электропривода

Я

JL

Расчет технико-эксплуатационных свойств городского солнцемобкля

Л.

Вывод результатов

Конец

Рис. 6. Блок-схема математической модели городского солтдемобшш Разработанная в работе математическая модель СМ с КЭУ, состоящей из СБ и ТАБ, с предложенным алгоритмом управления по минимуму потерь системы тягового электропривода, позволяет проводить комплексные численные эксперименты с различными вариациями параметров транспортного средства. Имитационное моделирование проводилось по трем режимам движения городского СМ: разгон по максимальной мощности, отдаваемой КЭУ; движение с постоянной скоростью; движение по ездовым циклам. По завершению моделирования формируются результирующие технико-эксплуатационные свойства городского СМ: пробег (запас хода) до окончания запаса энергии в КЭУ; суммарное время в рейс; количество выполненных циклов движения; затраты энергии за рейс; энергия, затраченная на движение; общий КПД использования энергии; приведенный расход энергии.

Результаты расчетов величин пробега при равномерном движении СМ с помощью разработанной математической модели приведены в табл. 9 и графически интерпретированы на рис. 7. Для городского СМ выбраны: полная масса 700кг; СБ КПД 11%, 4м2, построенная на основе модулей SM-55 ф. "Siemens Solar"; ТАБ типа NiMH «Ovonic» емкостью 75 Ач; ТЭД ГГГ-114 мощностью 11,4 кВт, напряжением 120В.

Таблица 9

Зависимость величины пробега L при равномерном движении СМ

Кг вариант ■---_^_Скорость v, км/ч Источник энергии '-------- 40 60 80 100 110

1 СБ + ТАБ 378,26 236,70 152,75 103,33 86,47

2 ТАБ 251,05 149,54 92,26 59,92 49,20

Ь, км

Рис. 7. Зависимость пробега от скорости равномерного движения городского СМ

Результаты исследования энергетического баланса городского СМ при его движении по европейскому циклу иллюстрируются рис. 8, а в табл. 10 приведены потери в силовых агрегатах городского СМ. Анализ полученных результатов (табл. 10) показывает, что рекуперация позволит снизить расход энергии КЭУ га 20%, что соответствует увеличению пробега на 20%.

Таблица 10

Энергетический баланс городского солнце»гобшш

Энергозатраты, Вт.ч без рекуперации с рекуперацией

Затраты яа преодоление сил сопротивления качения - №} 12,36 12,36

на преодоление сет аэродинамического сопротивления - И» 5,56 5,56

кинетическая энергия, накопленная в фазе разгона - 28,22 19,00

потери в трансмиссии - &Н;Т? 2,95 2,36

потери в ТЭД- ДИ'геаг 12,27 9,82

потери в ВВП -Ы¥Вт 1,25 1,00

потерн в КЭУ -¿МСр-уу 11,05 8,84

Расход энергии КЗУ за пикл - И^кэу 73,66 58,94

у, км/ч г, Втч Втч

0 50 100 150 2001,с 0 50 100 150 200'.с о 50 100 150 200 П с а) - временно-скоростная диаграмма; б) энергозатраты без рекуперации; в)-с рекуперацией. Рис. 8. Хараэтеристика энергозатрат европейского городского проста

Технико-эксплуатационные показатели разработанного СМ приведены в табл. 11.

Таблица 11

Технико-эксплуатацконкые показатели СМ при движении по европейскому городскому циклу

Показатели Величина

Запас хода СМ при разряде ТАБ до нижнего допустимого предела по напряжению, L, км 147,81

Количество выполненных циклов, пц 120

Суммарное время в рейс, ti, ч 6,5

Энергия, отданная КЭУ за pefic, WK3y, кВтч 8,71

Емхость, отданная ТАБ за рейс, - 0Р, Ач 60

КПД тяговой системы, tfz, % 62,6

Удельная энергоемкость ТАБ при данном режиме нагрузки - е, Втч /кг 59

Приведенный расход энергии ц>г^, Втч/км; 58

Полученная величина запаса хода - 147,81 км (табл. И) подтверждает актуальность концепции разработки городского СМ, а также адекватность методики выбора источников энергии, предложенной в работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОД Ы

В ходе исследований, проведенных в работе, получены следующие результаты:

1. Предложена новая математическая модель солнечного элемента при своей простоте аппроксимирует его ВАХ с погрешностью не больше 5% (рис. 2). На основе этой модели разработана математическая модель «транспортной» СБ с учетом освещенности, температуры воздуха и скорости движения СМ, что адаптирует ее к транспортным условиям эксплуатации.

2. На базе разработанной математической модели СЭ создан алгоритм расчета рабочих характеристик СБ городского солнцемобиля и определены его основные параметры и характеристики с учетом метеорологических условий и скоросш движения СМ.

3. Создана математическая модель ТАБ, отличительной особенностью которой является адекватность воспроизведения ее разрядных процессов от самых малых до токов короткого замыкания,

4. На базе разработанных моделей СБ и ТАБ и рациональной КЭУ с упомянутыми моделями создана математическая модель СМ, в которой впервые учитывается изменение ВАХ СБ от скорости движения. Данная математическая модель СМ включает моделирование динамических механических характеристик релейного тягового электропривода, чем выгодно отличает ее от известных.

5. Выполнены исследования на математической модели городского СМ различных режимов его движения: равномерного, разгона и торможения, циклического и т.д. Полученные результаты подтвердили адекватность модели экспериментальным данным и актуальность предложенной концепции создания солнцемобиля предпочтительно ддя городских условий (рис. 7). Рационализирована установленная совокупность взаимосвязей процессов в СМ.

6. Предложена методика построения КЭУ переменной структуры на основе ТАБ и СБ, обоснованы рациональные режимы совместной работы двух источников и разработан поисковый алгоритм оптимального регулирования мощности СБ с предложением способов уменьшения числа итераций определения оптимума.

7. Систематизация основных режимов движения городского СМ позволила с использованием теорий автомобиля и электропривода создать стройную методику определения основных параметров транспортного средства и его силовых агрегатов и систем, удовлетворяющих предопределенным эксплуатационным и потребительским свойствам солнцемобиля.

8. На энергетическую эффективность работы СМ существенное влияние оказывает управление энергопреобразованием в его тяговой системе. В работе решена задача статичесхой оптимизации процессов энергопреобразования в тяговом релейном электроприводе. Разработан простой алгоритм стабилизации пульсаций тока якоря на уровне минимума потерь. При этом частота и скважность, как управляемые переменные, не выступают в явном виде, а задаются через среднее значение тока и размах его пульсаций. Целевая функция оптимизации, отражающая зависимость потерь импульсного регулирования, построена при принятых допущениях, одним из которых является разделение процессов на «медленные» и «быстрые».

9. В рамках стандартных ездовых циклов установлено:

в настоящее время технические параметры СБ на основе монокристаллического кремния удовлетворительны для использования в качестве дополнительного источника энергии: СМ СБ в состоянии обеспечить существенный пробег (до трети) СМ в городских режимах; пиковые и остальные две трети обеспечиваются ТАБ;

обоснована разработанная в диссертации методика предварительного определения массогабаритных показателей СБ и ТАБ, обеспечивающие эксплуатационные свойства городского солнцемобиля.

10. Исследования потребительских и эксплуатационных свойств СМ подтвердили целесообразность и необходимость его разработки, как удовлетворяющего своими энергетическими и эксплуатационными характеристиками городскому' транспортному средству.

11. Материалы по математическому моделированию были использованы при создании перспективных экологичных транспортных средств в отделе «Электромобили» НИИ АЭ и КБ «Автодизайн» при ОАО «АвтоВАЗ» и в учебном процессе МГТУ «МАМИ» и ТолПИ, что подтверждено официальными документами.

Оснозные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

I. Нгуен К.Т. Развитие солнцемобилей за рубежом // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы автотранспортных средств и их роботизированных производств». -М.: МАМИ, 1995. -С.55-58.

!. Б.И. Петленко, Нгуен Куанг Тхиеу. Моделирование движения городского солнцемобиля с комбинированной энергетической на базе емкостного накопителя энергии // Мат. 8-й Междунар. шк.-сем. «Перспективные системы управления на железнодорожном, промышленном и городском транспорте». -Харьков: ХГАЖГ, 1995. С.27.

!. Петаенко Б.И., Нгуен К.Т. Моделирование движения городского электромобиля с комбинированной энергетической установкой в составе солнечной батареи и емкостного накопителя энергии // Тез. междунар. туч.-техн. конф. «100 лет Российскому автомобилю. Промышленность и высшая школа». -М: МАМИ, 1996. - С. 64.

4.' Петленко Б.И., Гурьянов Д.И., Нгуен KT. Аналитико-алгоритмическая модель легких солнцемобилей с солнечной батареей и емкостным накопителем энергии // Тез. междунар. науч.-техн. конф. «100 лет Российскому автомобилю. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1996. - С. 65.

5. Нгуен KT. Система автоматического регулирования движения солнцемобилей с солнечной батареей и емкостным накопителем энергии // Тез. междунар. научи.-тех. конф. «100 лет российскому автомобилю. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1996.-С. 70.

6. Лю Сяо Кан, Нгуен Куанг Тхиеу. Выбор характеристик комбинированной энергоустановки городского солнцемобиля // Тез. 2-й междунар. научн.-техн. конф. «Проблемы автоматизированного электропривода». -Ульяновск: УГТУ, 1998. -С. 173-174.

7. Нгуен Куши Тхиеу. Городской солнцемобиля с релейным электроприводом // Тез. 2-й междунар. научн.-техн. конф. «Проблемы автоматизированного электропривода». -Ульяновск: УГТУ, 1998.-С. 174-175.

8. Нгуен Куанг Тхиеу. Анализ взаимосвязей и процессов в солнцемобиле с солнечной батареей и емкостными накопителями энергии И Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы автотранспортных средств и их роботизированных производств». -М.: МАМИ, 1997.-С. 41-45.

9. Б.И. Петленко, Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу. Огаимайзер комбинированной энергоустановки солнцемобиля // Сб. научн. тр. 4-ой междунар. конф. «Нетрадиционные электромеханические и электрические системы». Том 3. -SZCZECIN, 1999. -С. 1411-1416.

10. Нгуен Куанг Тхиеу, До Ван Зунг. Процессы энергопреобразования в городском солнцемобиле // Сб. научн. тр. 4-ой междунар. конф. «Нетрадиционные электромеханические и электрические системы». Том 3. -SZCZECIN, 1999. - С. 1417-1420.

11. Трансмиссии гибридного электромобиля / Гурьянов Д.И., Макаров А.К., Корчак С .А., Нгуен Куанг Тхиеу, Лю Сяо Кал // Сб. научн. тр. 4-ой междунар. конф. «Нетрадиционные электромеханические и электрические системы». Том 3. -SZCZECIN, 1999. - С. 1402-1404.

12. Петленко Б.И, Гурьянов Д.И., Нгуен Куанг Тхиеу. Аналитическое конструирование городского солнцемобиля // Тез. Всерос. эдектротехн. к.-са с междунар. участием «На рубеже веков: итоги и перспективы». -М.: АЭН:, 1999. -С. 116.

13. Нгуен Куанг Тхиеу. Закономерности работы солнечной и аккумуляторной батарей на борту электромобиля // Тез. Всерос. электротехн. к.-са с междунар. участием «На рубеже веков: итоги и перспективы». - М.: АЭН, 1999. -С. 120.

14. Нгуен Куанг Тхиеу, А.Н. Гурьянов, Д.А. Карпов. Энергетика релейного электропривода и алгоритмы управления им по минимуму потерь // Тез. научно-техн. конф. «Системные проблемы качества математического моделирования и информационных технологий». - М.: МАМИ, 1999. -С. 63-65.

15. Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу, В.Н. Луценко. Нагрузочный контур стендового комплекса испытания трансмиссий. // Тез. научно-техн. конф, «Системные проблемы качества математического моделирования и информационных технологий». - М. МАМИ:, 1999. -С. 67-68.

16. Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу, В.Н. Луценко. Релейный электропривод электромобиля II Тез. научно-техн. конф. «Системные проблемы качества математического моделирования и информационных технологий». -М.: МАМИ, 1999. -С. 68-70.

17. Б.И. Петенко, Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу. Аналитические исследования характеристик релейного электропривода // Тез. междунар. научн. сим-а «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1999. -С. 6-8.

18. Б.И. Петленко, Д.И. Гурьянов, В.Н. Луценко, Нгуен Куанг Тхиеу. Тяговая характеристика городского солнцемобиля // Тез. междунар. научн. сим-а «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1999. -С. 22-24.

19. Рационализация взаимосвязей и закономерностей городского электромобиля / Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу, В.Н. Луценко, АН. Гурьянов, ДА. Карпов // Тез. междунар. научн. сим-а «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1999. -С. 24-26.

20. Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу, До Ван Зунг. Энергозатраты солнцемобиля // Тез. междутр. научн. сим-а «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1999. -С. 27-29.

21. Методы имитации нагрузок тяговых трансмиссий / A.C. Корчак, Нгуен Куанг Тхиеу, АН. Трохачев, К.Х. Узбеков // Тез. междунар. научн. сим-а «Автотракторосгроение. Промышленность и высшая школа».-М.: МАМИ, 1999.-С. 29-30.

22. Электромагнитные процессы в релейном электроприводе / Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу, В.Н. Луценко, В.Д. Шахов // Тез. междунар. научн. сим-а «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа». ~М.: МАМИ, 1999. -С. 30-33.

23. Рациональные характеристики электромобиля / Д.И. Гурьянов, В.Н. Луценко, А.Н. Гурьянов, Д.А. Карпов, Нгуен Куанг Тхиеу//Маппшостроитель,1999, № 10.-С. 15-18.

24. Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу, До Ван Зунг. Энергетический баланс городского солнцемобиля // Машиностроитель, 1999, Ms 10. С.23-25.

25. Б.И. Петленко, Нгуен Куанг Тхиеу, Д.И. Гурьянов, В.Н. Луценко. Закономерности построения тяговой характеристики солнцемобиля. // Машиностроитель, 1999, № 10.

26. Д.И. Гурьянов, А.Н. Прохоров, Нгуен Куанг Тхиеу. Рациональный закон разгона автомобиля // Межвуз. сб. науч. тр. «Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона». -Тольятти: ТолПИ, 1999, часть 2. -С. 377-381.

27. Д.И. Гурьянов, В.Н. Луценко, Нгуен Куанг Тхиеу. Техншсо-эксплуатациониые показатели автомобилей с КЭУ. Межвуз. сб. науч. тр. «Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона». -Тольятти: ТолПИ, 2000, часть 2. -С. 145-149.

28. Б.И. Петленко, Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу. Управление релейным электроприводом электромобиля по минимуму потерь // Машиностроитель, 2000, М» 10. С.11-

29. «Эльф-Электро», питаемый от солнечной батареи / Д.И. Гурьянов, Макаров А.К., Кузьмин A.C., Нгуен Куанг Тхиеу // Тез. междунар. научн. отмп. «Приоритеты развития отечественного автотракторостроешга и подготовки кадров». -М.: МАМИ, 2000.-С. 36-38.

С.24-28.

14.

Нгуен Куанг Тхиеу

ГОРОДСКОЙ СОЛНЦЕМОБИЛЬ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписало и печать 24.11. 2000г. Формат 60x84/16 Тираж 100 яо._ Заказ ijb /_Объем W 2> h ■ А.

ООО «Тепюлнграфцентр» ШЩ JVs 53-477

Введение.

1. Анализ работ по созданию солнцемобиля.

1.1. Характеристики современных солнцемобилей и пути их 11 улучшения.

1.2. Проблемы и перспективы развития солнечной энергетики.

1.3. Состояние разработок тяговых аккумуляторных батарей.

1.4. Тяговый привод городского солнцемобиля.

1.5. Цель и задачи исследований.

2. Математическое моделирование солнечной батареи.

2.1. Взаимосвязи и процессы в солнечном элементе.

2.2. Математическая модель солнечного элемента.

2.3. Математическая модель солнечного элемента при изменении его 54 температуры и степени освещенности.

2.4. Математическая модель солнечной батареи.

2.5. Разработка солнечной батареи для городского солнцемобиля.

Выводы.

3. Комбинированная энергетическая установка городского солнцемобиля

3.1. Математическое моделирование разрядных характеристик тяговой 74 аккумуляторной батареи.

3.2. Моделирование вольт-амперных и интегральных характеристик 81 тяговой аккумуляторной батареи.

3.3. Комбинированная энергетическая установка городского 86 солнцемобиля

3.4. Регулирование максимальной мощности солнечной батареи 91 городского солнцемобиля.

Выводы.

4. Процессы и взаимосвязи в системе тягового электропривода городского 100 солнцемобиля

4.1. Общие уравнения движения и статические режимы городского 101 солнцемобиля.

4.2. Динамические характеристики городского солнцемобиля при 111 разгоне.

4.3.Рациональные характеристики тягового электропривода СМ.

4.4. Энергетические режимы тяговой системы городского 133 солнцемобиля

4.5. Определение мощностных и энергетических характеристики КЭУ. 138 Выводы.

5. Релейный электропривод городского солнцемобиля.

5.1. Функциональная схема релейного электропривода СМ.

5.2. Структурная схема релейного электропривода.

5.3. Аналитическое исследование релейного электропривода.

5.4. Электромагнитные процессы в релейном электроприводе.

5.5 Энергетика релейного электропривода и алгоритм управления им 164 по минимуму потерь.

Выводы.

-46. Экспериментально-численные исследования городского солнцемобиля

6.1. Математическая модель городского солнцемобиля.

6.2. Исследование взаимосвязей, процессов в городском солнцемобиле 178 с помощью разработанной математической модели.

6.3. Исследование интегральных технико-эксплуатационных 184 показателей городского солнцемобиля.

Выводы.

Актуальность темы. Дефицитность горючего топлива, необходимость снижения уровня токсичности, шумов, обусловливаемых городским автомобильным транспортом с двигателем внутреннего сгорания, особенно в больших городах, потребовали поиска новых решений в области городского транспорта. Поэтому все большую актуальность приобретает разработка экологически чистых транспортных средств (ТС), применяющих альтернативные источники энергии. Таким ТС призван стать электромобиль (ЭМ). Одним из перспективных видов энергии, пригодного для использования в ЭМ, является солнечная энергия. Солнечная энергия, преобразуемая в электрическую посредством солнечной батареи (СБ), накапливается в тяговой аккумуляторной батарее (ТАБ) ЭМ, или непосредственно подпитывает его тяговую систему. ЭМ, использующий солнечную энергию для дополнительного питания своего тягового электродвигателя (ТЭД), называется солнцемобилем (СМ).

Созданные к настоящему времени СМ применяются не только в демонстрационных целях. Разработаны ЭМ, оборудованные дополнительно СБ для подза-ряда ТАБ. Созданы гоночные СМ полной массой 300 . 500 кг, способные обеспечивать пробег в день до 450 км при максимальной скорости до 140 км/ч. Технические показатели таких гоночных СМ показывают возможность применения солнечной энергии в городском транспорте. Сдерживающими факторами широкомасштабного использования СМ в городских условиях движения являются высокая стоимость и низкий КПД СБ. Однако в течение последнего десятилетия наблюдается тенденция непрерывного снижения стоимости СБ при повышении их эффективности. Стала более актуальной проблема создания легких СМ для внутригородских перевозок, особенно в странах экваториального региона с целью максимальной утилизации солнечной энергии.

Цель и задачи работы. Целью исследования диссертационной работы является проведение комплексных исследований взаимосвязей и процессов в СМ, позволяющих обеспечить его конкурентоспособность путем рационализации работы комбинированной энергоустановки (КЭУ), включающей СБ и ТАБ, и создания экономичных алгоритмов управления электроприводом. Это позволит создать легкий СМ для городских транспортных потоков.

Соответствующие сформулированной цели и решенные в диссертационной работе задачи определены следующим образом:

- анализ тенденций развития солнцемобилей и его подсистем и обоснование целесообразности создания городского солнцемобиля;

- оценка моделей солнечных элементов (СЭ) и создание математической модели СБ с учетом метеорологических условий и скорости движения СМ;

- уточнение аппроксимированных описаний ТАБ и разработка математической модели, обеспечивающих адекватность воспроизведения их реальных характеристик при разряде от самых малых до токов короткого замыкания;

- разработка математической модели городского СМ для комплексных исследований его эксплуатационных свойств с учетом дорожно-эксплуатационных условий;

- разработка рационального алгоритма управления совместной работой СБ и ТАБ в составе КЭУ с целью повышения энергетической эффективности городского СМ;

- создание методики исследования релейного тягового электропривода с использованием динамических механических характеристик и разработка алгоритма статической оптимизации дополнительных потерь.

Методы исследования. Исследования взаимосвязей и процессов в СМ осуществлены методом математического моделирования с использованием основных положений теории автомобиля, электропривода и автоматического управления. Выявленные количественные взаимосвязи между параметрами исследуемых источников энергии и тягового электропривода представлены в аналитическом виде, графической интерпретацией, алгоритмами и программным обеспечением. Результаты и выводы работы теоретически обоснованы и подтверждены в необходимых случаях экспериментами.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель городского солнцемобиля с рациональной совместной работой СБ и ТАБ и рациональными установленными взаимосвязями в нем;

2. Новая математическая модель СБ, адаптированная к транспортным потокам;

3. Математическая модель ТАБ, описывающая ее разрядные процессы от самых малых до токов короткого замыкания;

4. Поисковый алгоритм оптимального регулирования мощности СБ с уменьшением числа итераций определения оптимума;

5. Алгоритм расчета рабочих характеристик СБ городского солнцемобиля с учетом метеорологических условий.

Обоснованность и достоверность научных положений и результатов.

Обоснованность научных выводов и результатов работы, полученных на основе математического моделирования СМ и его подсистем подтверждается хорошей сходимостью полученных данных с результатами экспериментальных испытаний различных фирм, производящих СБ и ТАБ, а также с параметрами натурных испытаний релейного электропривода ЭМ на стендах отдела испытаний электроприводов ОАО «АвтоВАЗ».

Научная новизна работы. Для городских солнцемобилей разработаны:

- математическая модель городского СМ со следующими отличительными особенностями: рациональной совместной работой СБ и ТАБ; установленными рациональными взаимосвязями в городском солнцемобиле;

- новая математическая модель СБ на базе предложенной упрощенной модели СЭ с учетом изменения освещенности, температуры окружающей среды и скорости движения СМ, адаптированная к транспортным условиям эксплуатации;

- математическая модель ТАБ, описывающая ее разрядные процессы от самых малых до токов короткого замыкания;

- поисковый алгоритм оптимального регулирования мощности СБ со способами уменьшения числа итераций определения оптимума;

- алгоритм статической оптимизации процессов энергопреобразования в релейном электроприводе со стабилизацией пульсаций тока якоря по минимуму потерь;

- методика предварительного определения массогабаритных показателей СБ и ТАБ с целью обеспечения заданных эксплуатационных свойств СМ.

Практическая ценность работы заключается в разработке:

- алгоритма расчета солнечной батареи городского солнцемобиля с определением ее основных параметров и характеристик с учетом метеорологических условий и скорости движения СМ;

- методики построения структуры КЭУ в составе ТАБ и СБ с обоснованием рациональных режимов совместной работы двух источников;

- методики расчета основных параметров городского солнцемобиля и его силовых агрегатов, удовлетворяющих заданным эксплуатационным условиям;

- программы расчета потребительских и эксплуатационных свойств городского солнцемобиля для стандартных ездовых циклов.

Результаты работы создают основу для технической реализации СМ с КЭУ, включающей СБ и ТАБ. Разработанная математическая модель СМ использована в инженерной практике и в учебном процессе.

Реализация результатов. Полученные результаты теоретических исследований и расчетных данных, разработанные математическая модель и программное обеспечение использованы при разработке перспективных транспортных средств с тяговыми электроприводами в отделе электромобилей НИИАЭ и конструкторском бюро «Автодизайн» при ОАО «АвтоВАЗ», и в учебном процессе МАМИ и ТолПИ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и одобрены на 8 научных конференциях и семинарах, в том числе на:

- 8-м международном семинаре «Перспективные системы управления на железнодорожном, промышленном и городском транспорт» (г. Харьков, 1995 г.);

- Международной научно-технической конференции «100 лет Российскому автомобилю. Промышленность и высшая школа» (г. Москва, 1996 г.);

- 2-й Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизированного электропривода» (г. Ульяновск, 1998 г.);

- Всероссийском электротехническом конгрессе с международным участием «На рубеже веков: итоги и перспективы» (г. Москва, 1999г.);

- 4-й международной научно-технической конференции «Нетрадиционные электромеханические и электрических системы» (г. С. Петербург, 1999 г.);

- Международном научном симпозиуме «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа» (г. Москва, 1999 г.);

- Научно-технической конференции «Системные проблемы качества математического моделирования и информационных технологий» (г. Москва, Сочи, 1999г.);

- Международном симпозиуме «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки кадров» (г. Москва, 2000г.);

Публикация. По теме диссертации опубликовано 29 печатных работ, в том числе 11 научных статей, 18 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав с выводами по каждой главе, заключения, списка использованной литературы и 2 приложения. Результаты изложены на 227 страницах машинописного текста, иллюстрированного 50 таблицами, 95 рисунками.

Выводы

1. На базе разработанной математической модели СМ с КЭУ, включающей СБ и ТАБ, проведены исследования процессов энергообмена между подсистемами СМ, результаты которых подтвердили новизну предложенной концепции создания солнцемобиля, возможность ее практической реализации. Новизна обусловлена следующим отличительными особенностями:

- организована оптимальная совместная работа СБ и ТАБ;

- установлены закономерности, взаимосвязи и процессы энергообемена в подсистемах СМ;

- исследованы тягово-динамические показатели СМ и осуществлено определение параметров источников, обеспечивающих его заданные технико-эксплуатационные характеристики.

2. В рамках заданных стандартных ездовых циклов установлено:

- в настоящее время технические параметры СБ на основе монокристаллического кремния удовлетворительны для использования в качестве дополнительного источника энергии СМ. СБ в состоянии обеспечить существенный пробег (до трети) СМ в городских режимах;

- пиковые и остальные две трети обеспечиваются ТАБ;

- обоснована разработанная в диссертации методика предварительного определения массогабаритных показателей СБ и ТАБ с целью обеспечения статических и динамических режимов СМ.

3. Проведенные исследования потребительских и эксплуатационных свойств СМ подтвердили целесообразность и необходимость его разработки, как удовлетворяющего своими энергетическими и эксплуатационными характеристиками городскому транспортному средству.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работы по изучению и созданию комбинированной энергетической установки экологически чистого транспортного средства за последние 15 лет выделились в самостоятельное направление современной энергетики. Повышенный интерес к этому связан с резким ухудшением мировой экологической обстановки и сокращением природных ресурсов.

Настоящая диссертация посвящена решению проблем создания экологически чистого ТС с КЭУ, включающей ТАБ и СБ. Использование общих положений и результатов, связанных с особенностями энергопреобразования, выявлением взаимосвязей между источниками электрической энергии, входящих в подсистемах СМ, позволило сформулировать технико-эксплуатационные показатели для СМ различных классов. Совокупность теоретических поколений, новых методов и алгоритмов возможно рассматривать как новое направление в области теории и проектирования ЭМ.

В ходе исследований, проведенных в диссертационной работе, получены следующие результаты:

1. Предложена новая математическая модель солнечного элемента при своей простоте аппроксимирует его ВАХ с погрешностью не больше 5%. На основе этой модели разработана математическая модель «транспортной» СБ с учетом освещенности, температуры воздуха и скорости движения СМ, что адаптирует ее к транспортным условиям эксплуатации.

2. На базе разработанной математической модели СЭ создан алгоритм расчета рабочих характеристик СБ городского солнцемобиля и определены его основные параметры и характеристики с учетом метеорологических условий и скорости движения СМ.

3. Создана математическая модель ТАБ, отличительной особенностью которой является адекватность воспроизведения ее разрядных процессов от самых малых до токов короткого замыкания.

4. На базе разработанных моделей СБ и ТАБ и рациональной КЭУ с упомянутыми моделями создана математическая модель СМ, в которой впервые учитывается изменение В АХ СБ от скорости движения. Данная математическая модель СМ включает моделирование динамических механических характеристик релейного тягового электропривода, чем выгодно отличает ее от известных.

5. Выполнены исследования на математической модели городского СМ различных режимов его движения: равномерного, разгона и торможения, циклического и т.д. Полученные результаты подтвердили адекватность модели экспериментальным данным и актуальность предложенной концепции создания солнцемобиля предпочтительно для городских условий. Рационализирована установленная совокупность взаимосвязей процессов в СМ.

6. Предложена методика построения КЭУ переменной структуры на основе ТАБ и СБ, обоснованы рациональные режимы совместной работы двух источников и разработан поисковый алгоритм оптимального регулирования мощности СБ с предложением способов уменьшения числа итераций определения оптимума.

7. Систематизация основных режимов движения городского СМ позволила с использованием теорий автомобиля и электропривода создать стройную методику определения основных параметров транспортного средства и его силовых агрегатов и систем, удовлетворяющих предопределенным эксплуатационным и потребительским свойствам солнцемобиля.

8. На энергетическую эффективность работы СМ существенное влияние оказывает управление энергопреобразованием в его тяговой системе. В работе решена задача статической оптимизации процессов энергопреобразования в тяговом релейном электроприводе. Разработан простой алгоритм стабилизации пульсаций тока якоря на уровне минимума потерь. При этом частота и скважность, как управляемые переменные, не выступают в явном виде, а задаются через среднее значение тока и размах его пульсаций. Целевая функция оптимизации, отражающая зависимость потерь импульсного регулирования, построена при принятых допущениях, одним из которых является разделение процессов на «медленные» и «быстрые».

-1909. В рамках стандартных ездовых циклов установлено:

- в настоящее время технические параметры СБ на основе монокристаллического кремния удовлетворительны для использования в качестве дополнительного источника энергии СМ. СБ в состоянии обеспечить существенный пробег (до трети) СМ в городских режимах; пиковые и остальные две трети обеспечиваются ТАБ;

- обоснована разработанная в диссертации методика предварительного определения массогабаритных показателей СБ и ТАБ, обеспечивающие эксплуатационные свойства городского солнцемобиля.

10. Исследования потребительских и эксплуатационных свойств СМ подтвердили целесообразность и необходимость его разработки, как удовлетворяющего своими энергетическими и эксплуатационными характеристиками городскому транспортному средству.

11. Материалы по математическому моделированию были использованы при создании перспективных экологичных транспортных средств в отделе «Электромобили» НИИ АЭ и КБ «Автодизайн» при ОАО «АвтоВАЗ» и в учебном процессе МГТУ «МАМИ» и ТолПИ, что подтверждено официальными документами.

1. Автоматизированное проектирование силовых электронных схем / В.Я. Жуйко, В.Е. Сучик, П.Д. Андриенко, М.А. Еременко. -Киев: Техника, 1988. -184с.

2. Аксененко М.Д., Бараночников М.Л., Смолин О.В. Микроэлектронные фотоприемные устройства. -М.: Энергоатомиздат, 1984, 208с.

3. Аль-Масуд Тауфик. Индивидуальное транспортное средство с электроприводом и емкостным накопителем энергии // Автореф. дисс. на с. учен. ст. канд. техн. н. -М.: МАМИ, 1995. -21с.

4. Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. -Л.: Наука, Лен. отд., 1989. -310с.

5. Андреев В.М., Румянцев В.Д. Солнечные гетерофотоэлементы и энергоустановки на их основе // Электротехника, 1986, № 2. С. 3-11.

6. A Prassek, EH Kranz, Р Catchpole. Zebra Battery System with Improved Power PertV»formance for BMW // Proceeding of the 13 international EVS. -Osaka: Japan, 1996.

7. A R Tilley, R N Bull. The Zebra Electric Vehicle Battery Recent Advances // Proceeding of Autotech '97 Conference, NEC, Birmingham, UK, 4-6Nov 1997.

8. Ahmad M. Nasser. Comparison of Induction, PM, and SR Motor Technologies in EV Traction Systems Applications // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

9. Albert Himy. Status and Evaluation of Hybrid Electric Vehicle Batteries for short-term applications. Final Report of Lawrence Berkeley National Laboratory. California, USA, 1995, 70 pp.

10. Беляев Б.В. Работоспособность химических источников тока. -М.: Связь, 1979.

11. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. -М.: Наука, 1972. -768с.

12. Бортовые энергосистемы космических аппаратов на основе солнечных и химических батарей. Ч. 1.2 / Бекан Н.В., Безручко К.В., Елисеев В.Б., Ковалевский В.В., Федоровский А.Н. // -Уч. пособие для вузов. -Харьков: ХАИ, 1992. -375с.

13. Бурдаков В.П. Электроэнергия из космоса. М.: Энергоатомиздат, 1991, 152с.

14. Binyamin Koretz, Yehuda Harats, Jonathan Goldstein. Operational Aspects of the Electric Fuel Zinc-Air Battery System for EV's // Proceeding of 12th International Seminar on Primary and Secondary Battery Technology and Application. -Florida: USA, 1995.

15. Bogachev Yu., Ksenevitch I., Logunov. S. Research and development of basis EV components for Electric Vehicle in Russia // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

16. Borowy B.S., Salameh Z.M. Optimum photovoltaic array size for a Hybrid Wind/PV system // IEEE Transaction On Energy Conversion, vol. 9, No. 3, September 1994, pp. 482-488.

17. Bustamante P., Ramshaw R.S., Yao Y. Improvement of induction motor drive systems supplied by photovoltaic arrays with frequency control // IEEE Transactions On Energy conversion, vol. 9, No. 2, June 1994, pp. 256-262.

18. Вайлов A.M., Эйгель Ф.И. Контроль состояния аккумуляторов. -М.: Энерго-атоиздат, 1992. -288с.

19. Electric Vehicle Introduction to Moscow Megapolis Economy. Yu. Bogachev, D. Izosimov, I. Ksenevitch, E. Kulakov, G. Marshalkin, S. Shugurov // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

20. Банке В.А., Песков JI.B., Лукьянов А.В. Космические энергосистемы. -М.: Машнистроение, 1990. -144с.

21. С.С. Chan, E.W.C. Lo, Shen Weixiang. An Overview of Battery Technology in Electric Vehicles // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

22. Christian St-Pierre, Roger Rouillard, Andre Belanger, Bruno Kapfer. Lithium polymer battery for electric vehicle and hybrid electric vehicle applications // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

23. Claude Litourneau, Denis Geoffroy, Philippe St-Germain. Progress in Lithium Polymer Battery System for Electric Vehicles. Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

24. Claude MADERY Jean-Louis LISKA. Saft Nickel-Metal Hybride (NI-MH) Battery in Production // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

25. Грилихес B.A. Солнечные космические энергостанции. -Л.: Наука, 1986. -181с.

26. Грилихес В.А., Орлов П.П., Попов Я.Б. Солнечная энергия и космические полеты. -М.: Наука, 1984. -216с.

27. Гурьянов Д.И. Оптимизация управления электромобилями малой грузоподъемности с приводами постоянного тока. Дисс. на с. учен. ст. канд. техн. н. -М.: МАМИ, 1992.-251с.

28. Дасоян М.А., Агуф И.А. Современная теория свинцово-кислотного аккумулятора. -Л.: Энергия, 1975.

29. Дж. Твайделл, А. Уейр. Возобновляемые источники энергии / Пер. с англ. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -392с.

30. Диваков Н.В., Яковлев Н.А. Теория автомобиля. -М.: Высшая школа, 1962. -299с.

31. Дижур М.М., Копылов О.Г., Макаров А.К. Моделирование электромобиля с комбинированной энергетической установкой // Тез. докл. научн-тех. конф. с междунар. участием. -Ульяновск, 1996.

32. D. L. King. Photovoltaic Module and Array Performance Characterization Methods for All System Operating Conditions // Proceeding of NREL/SNL Photovoltaics Program Review Meeting, November 18-22, 1996, Lakewood, CO, AIP Press, New York, 1997.

33. D. Marginedes. Achievement of the French program on Lithium Polymer Battery // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

34. David T.W. Chan, C.C. Chan, K.T. Chau. System level simulation of electric vehitbcles using universal driving cycle // Proceeding of the 16 international EVS. -Shanghai: China, 1999.

35. Еременко В.Г., Токарев А.Б., Веденеев Г.М. Выбор структуры автономной системы электроснабжения с полупроводниковым источником энергии // Электротехника, 1981. -№ 9. -С. 38-40.

36. Еременко В.Г., Волков С.С. Использование регулируемых преобразователей в солнечных энергоустановках с неориентируемыми панелями солнечных элементов // Наука и производство, 1999. -№5. С. 45-49.

37. Зиме лев Г.В. Теория автомобиля. -М.: МАШГИЗ, 1959. -312с.tV»

38. Electric Vehicle Application Handbook for Genesis Sealed-Lead Batteries. 4 Edition, Jan. 1998, Hawker Energy Products Inc.

39. Enslin J.H.R., Snyman D.B. Combined Low-Cost. High efficient Inverter, Peak power tracker and regulator for PV applications // IEEE Transactions On Power Electronics, vol. 6, No. 1, January 1991, pp. 73-82.

40. Honda's Dream, powered by Sun Power modules, wins World Solar Challenge // Photovoltaic Insider's Rept. -1992. No 12. -pp. 2.

41. Huynh P., Cho B.H. Design and analysis of a Microprocessor-controlled peak-power-tracking system // IEEE Transactions On Aerospace and Electronics systems, vol. 32, No. 1, January 1996, pp. 182-189.

42. J. Li, P.H. Mellor, A.J. Brown, K. Atallah, D. Howe. Modeling and evaluation of advanced traction system and new technology vehicles with SABER // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

43. J. Reinert R. Inderka M. Menne R.W. De Doncker. A Switched Reluctance Drive for Electric Vehicles with Optimized Efficiency in each Working Point // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

44. Ильинский Н.Ф., Бычков М.Г. Вентильно-индукторный привод для легких электрических транспортных средств // Электротехника, № 2, 2000, с.28-31.

45. К. Чопр, С. Дас. Тонкопленочные солнечные элементы / Пер. с англ. под. ред. М.М. Колтуна. -М.: Мир, 1986. -435с.

46. Кожарский Г.В., Орехов В.И. Методы автоматизированного проектирования источников вторичного электропитания. -М.: Радио и связь, 1985. -184с.

47. Jeffrey К. Fisher. Solectria Sunrise Market Roll-Out // // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

48. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. -М.: Энергоатомиз-дат, 1985. -560с.

49. Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных элементов. -М.: Наука, 1985. -280с.

50. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. -М.: Высшая школа, 1994. -318с.

51. Коцтса Т., Микина Дж. Полупроводниковой фотоэнергетики / Пер. с англ. под ред. М.М. Колтуна. -М.: Мир, 1988. -307с.

52. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления / Пер. с англ. -М.: Машиностроение, 1986. -448с.

53. Корчак С.А., Фомин А.П. Электропривод электровелосипеда // Сб. научн. тр. «Электротехнические системы автоматизированных средств и их роботизированных производств». -М.: МАМИ, 1997. -С. 53-55.

54. Куландин А.А., Тимашев С.В., Зайцев И.В. Энергетические системы космических аппаратов. М.: Наука, 1994. 283с.

55. Ken Zweibel. Issues in Thin film PV manufacturing cost reduction // Solar Energy and Solar Cells, 1999.

56. Ken Zweibel. Thin films: Past, Present, Future // Progress in Photovoltaics, Vol. 3, No. 5, 1995.

57. КЫ hau Viet Nam. Pham Ngoc Toan, Phan Tat Dac / NXB KH & KT, Ha Noi, 1978.-320 c.

58. Kulakov E., Izosimov D. Development of combined energy unit modules based on Al-Air batteries and supercapacitors // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

59. Листвинский M.C., Макаров A.K., Паршков Ю.В., Фомин А.П. Моделирование движения городского электромобиля с комбинированной энергетической установкой на базе емкостного накопителя // Тез. докл. научн.-тех. конф. -М.: МАМИ, 1994, -С. 15.

60. Логачев В.Н. Электропривод электромобиля с комбинированной энергоустановкой и его эффективность. Дисс. на с. уч. ст. канд. техн. н. -М.: МАДИ, 1987.

61. Логачев, Гурьянов Д.И. Электромобиль с комбинированной энергетической установкой. Отчет О НИР.-М.: МАМИ, 1995. -255с.

62. Макаров А.К. Электромобиль с комбинированной энергетической установкой, включающей солнечную батарею. Дисс. на с. уч. ст. канд. техн. н. -М.: МАМИ, 1998.-266с.

63. Микроэлектронные электросистемы. Применение в радиоэлектронике / Конев Ю.И., Гулякович Г.Н., Полянин К.П. и др. Под ред. Ю.И. Конева. -М.: Радио и связь, 1987. -240с.

64. Development of VRLA batteries for Honda ICVS / Masaaki Hosokawa, Nobuharu Yamada, Keiich Hasegawa, Yasuhide Nokayama, Masahide Yokoo, Kuoichi Ariga, Torn Takeda // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

65. Masharu Fujinaka, Koji Akimoto, Seiji Saito, Akio Nishimura. The practical Solar Electric Vehicle in the state of perfection // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

66. Masharu Fujinaka. Future vehicles will run with solar energy // SEA Techn. Pap. Ser. -1989. -№891661. -pp. 31-39.

67. Нариманцов E.A. Космические солнечные электростанции. -M.: Знание, 1991. -64с.

68. Петленко Б.И., Логачев В.Н. Электромобили с комбинированными энергоустановками. Исследование и оптимизация // Электричество, 1991, № 11.-С. 51-56.

69. Maximum Power Point Tracker Development Project / Nathan D. Holmes, Michelle M. Thayer, Hunter M. Leland, Robert Anderson. Iowa State University, 1998. -31c.

70. Пополов A.C. Солнечный транспорт. -M.: Транспорт, 1996. -166с.

71. Fast Charge Power Optimization for Lead-Acid Batteries / Naum Pinsky, Wendy James, Juan Argueta, Alexander Cabrera, Tom Knipe, Michel Wehrey, Robert Swaroop // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

72. Udo Winter. Comparison of different drive system technologies for electric vehicles // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

73. Photovoltaic Energy Program Overview. Fiscal Year 1997 // Report of US Department of Energy, 1998. -Washington D.C, pp. 29.

74. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей / Пер. с англ. под ред. М.М. Колтуна. М.: Энергоатомиздат, 1983.87.1996 Mini-Maximizer / Рекламные проспекты фирмы "AERL".

75. Induction Motors GT-12-T / Рекламные проспекты фирмы "Brusa Motor".

76. The Horizon® Battery 12H85 / Рекламные проспекты фирмы "Electrosource".

77. Рекламные проспекты фирмы "Ovonic".

78. High reliability module PWX 500 / Рекламные проспекты фирмы "PhotoWatt".

79. Рекламные проспекты фирмы "SAFT".

80. Solar module SM-55. Рекламные проспекты фирмы "Siemens Solar".

81. Maximum Power Tracker model MPT150N and MPT150HN / Рекламные проспекты фирмы "Solectria".

82. Рекламные проспекты фирмы "UniSolar".

83. Рекламные проспекты фирмы «Lynch Motor».

84. Рекламные проспекты фирмы «Trojan».

85. Brushless РМ Motor/Controller SRI 11-1.4 LV / CR04-100 / Рекламные проспекты фирмы «Unique Mobility».

86. Руденко B.C., Сенько В.И., Чиженко И.М. Основы преобразовательной техники. -М.: Высшая школа, 1980. -423с.

87. Романов В.В., Хашев Ю.М. Химические источники тока. —М.: Советское радио, 1978.

88. Electric and Hybrid Vehicle Energy Storage R&D Programs of the U.S. Department of Energy / Raymond A. Sutula, Kenneth L. Heitner, Susan A. Rogers, Tien Q. Duong. // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

89. RN Bull, WG Bugden, SD Brooker, RC Galloway, WA Holmes. Sodium/Nickel Chloride ZEBRA Batteries: Lifetime and Performance Characteristics // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

90. Rosendo Cuesta, Sophie Hadjadj, Pascal Flament. SAFT Li ion EV battery performance // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

91. Современные проблемы полупроводниковой фотоэнергетики // Под ред. Т. Коцтса, Дж. Микина / Пер. с англ. под. ред. М.М. Колтуна. -М.: Мир, 1988. -307с.

92. Соустин В.П., Иванчура В.И., Чернышев А.И., Исляев Ш.Н. Системы электропитания космических аппаратов. Новосибирск: ВО "Наука", Сибирская издательская фирма, 1994. - 318с.

93. Ставров О.А. Перспективы создания эффективного электромобиля. -М.: Наука, 1984. -88с.

94. Saied M.M., Jaboori M.G., Hanafy A.A. A contribution to the simulation and design optimization of photovoltaic systems // IEEE Transaction On Energy Conversion, vol. 6, No. 3, September 1991, pp. 401-406.

95. Sheperd C.M. Design of primary and secondary cellls. An equation describing battery discharge. -J. Electrochem. Soc., 1965, vol. 112(7). P. 667-644.

96. Sigg Bernie. Supererfolg des "Spirit of Biel-Bienne" in Australien: Biel machte mobil //Automob. Rev. .-1991. -86, №1. -pp.29-31.

97. Solargenerator-Daten der "Spirit of Biel II" // Electrotechnik -Sweiz, 1990. -41, № 12.-pp.16.

98. Т. Кромптон. Первичные источники тока / Пер. с англ. -М.: Мир, 1986. -328с.

99. Тарасян А.П. Оптимизация электропривода электромобиля с широтно-импульсным управлением. Дисс. на с. уч. ст. канд. техн. н. -Ереван, 1984.

100. Теория автоматического регулирования. Нелинейные системы управления при случайных воздействиях / Под ред. Нетушила А.В. М.: Высшая школа, 1983.-432 с.

101. Теория и расчет тягового привода электромобилей / Под ред. Ефремова И.С. -М.: Высшая школа, 1984. -383с.

102. Токарев А.Б. Анализ задач совершенствования систем электроснабжения космического аппаратов // Электротехника, 1990, № 11. С. 56-58.

103. Solving measurement and evaluation problems in the development of test procedures for vehicles with electric, hybrid and fuel cell power trains /

104. Richard T.M. Smokers, Servy Ploumen, Leo Buning, Karl Meier-Engel // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

105. T. Brohm, M. Maul, E. Meissner. Advanced Lithium-Ion Batteries for Electric Vehicles // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

106. Tadao Kimura, Munehisa Ikoma, Kunio Kanamaru. Nickel Metal-Hydride Batteries for Hybrid Electric Vehicle // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

107. Takashi Hiyama, Shinichi Kouzuma, Tomofumi Imakubo. Evaluation of Neural Network based real time maximum power tracking controller for PV system // IEEE Transactions On Energy conversion, vol. 10, No. 3, September 1995, pp. 543-548.

108. The practically usable electric vehicle charged by photovoltaic cells // Proc. 24 th Intersoc. Energy Convers. Eng. Conf., Washington D.C., Aug. 6-11, 1989. Vol. 5. -New York (N.Y.), 1989 .-C. 2473 2479,- Англ.

109. The power design and calculation of EV / Yonling Sha, Jiuxie Li, Songjiu Hu, Zude Liu // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

110. Томаров Г.В. Успехи и проблемы фотоэлектрической энергетики / Экспресс-информация ВНИИФ, 1995, № 3. С. 9-14.

111. U.Kuhler and E.Niggemann. High Performance Nickel-Metal Hydride Batteries for Electric and Hybrid Vehicles // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

112. Wyczalek Floyd A. GM Sunraycer solar electric vehicle system // Proc. 23 rd Intersoc. Energy Convers Eng. Conf., Denver, Colo. July 31 Aug. 5, 1988. Vol. 4. -NY, 1988, pp. 238-288.

113. Zech Jurgen, Muller Tim. Measurement on the drive of a solar-powered commercial vehicle //Repts. Appl. Meas. -1991. -7, No 1. -C. 11-14.

114. Ziyad M. Salameh, Fouad Dagher. The effect of electrical array reconfiguration of the performance of a PV-powered volumetric water pump. // IEEE Transactions On Energy conversion, vol. 5, No. 4, December 1990, pp. 653-658.

115. Ziyad M. Salameh, William A. Lynch. Multi-stage dual priority regulator for photovoltaic systems. // IEEE Transactions On Energy conversion, vol. 4, No. 3, September 1989, pp. 308-312.

116. Уткин В.И. Скользящие режимы в задачах оптимизации и управления. М.: -Наука, 1980.

117. Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы: Теория и эксперимент / Пер. с англ. под. ред. М.М. Колтуна. -М.: Энергоатомиздат, 1987. -280с.

118. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. -М.: Энергоатомиздат, 1991.-208с.

119. W. De Doncker, Marcus Merme Rik. Non-Linear Dynamic Model of an Electric Vehicle Drivetrain // Proceeding of the 16th international EVS. -Shanghai: China, 1999.

120. Чураков Е.П. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Энергоатомиздат, 1987. -256 с.

121. Whartman J., Brown Jan. Zinc Air Battery-Battery Hybrid for Powering Electric Scooters and Electric Buses // Proceeding of the 15th international EVS. -Brussels: Belgium, 1998.

122. Электромобиль: Техника и экономика. В.А. Щетина, Ю.А. Морговский, Б.И. Центер, В.А. Богомазов / Под ред. В.А. Щетина. -JL: Машиностроение, 1987.-253с.

123. Энергетические установки космических аппаратов / Под ред. Д.Д. Невяров-ского, B.C. Викторова. -М.: Энергоатомиздат, 1981. -82с.

124. Нгуен К.Т. Развитие солнцемобилей за рубежом // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы автотранспортных средств и их роботизированных производств». -М.: МАМИ, 1995. -С.55-58.

125. Нгуен К.Т. Система автоматического регулирования движения солнцемобилей с солнечной батареей и емкостным накопителем энергии // Тез. междунар. научн.-тех. конф. «100 лет российскому автомобилю. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1996. С.70.

126. Лю Сяо Кан, Нгуен Куанг Тхиеу. Выбор характеристик комбинированной энергоустановки городского солнцемобиля // Тез. 2-й междунар. научн.-техн. конф. «Проблемы автоматизированного электропривода». -Ульяновск: УГПУ, 1998. -С.173-174.

127. Нгуен Куанг Тхиеу. Городской солнцемобиля с релейным электроприводом // Тез. 2-й междунар. научн.-техн. конф. «Проблемы автоматизированного электропривода». -Ульяновск: УГПУ, 1998. -С. 174-175.

128. Б.И. Петленко, Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу. Оптимайзер комбинированной энергоустановки солнцемобиля // Сб. научн. тр. 4-ой междунар.конф. «Нетрадиционные электромеханические и электрические системы». Том 3.-SZCZECIN, 1999.-С. 1411-1416.

129. Нгуен Куанг Тхиеу, До Ван Зунг. Процессы энергопреобразования в городском солнцемобиле // Сб. научн. тр. 4-ой междунар. конф. «Нетрадиционные электромеханические и электрические системы». Том 3. -SZCZECIN, 1999.-С. 1417-1420.

130. Трансмиссии гибридного электромобиля / Гурьянов Д.И., Макаров А.К., Корчак С.А., Нгуен Куанг Тхиеу, Лю Сяо Кан // Сб. научн. тр. 4-ой междунар. конф. «Нетрадиционные электромеханические и электрические системы». Том 3. -SZCZECIN, 1999. С. 1402-1404.

131. Петленко Б.И, Гурьянов Д.И., Нгуен Куанг Тхиеу. Аналитическое конструирование городского солнцемобиля // Тез. Всерос. электротехн. к.-са с междунар. участием «На рубеже веков: итоги и перспективы». М. АЭН:, 1999.-С.116.

132. Нгуен Куанг Тхиеу. Закономерности работы солнечной и аккумуляторной батарей на борту электромобиля // Тез. Всерос. электротехн. к.-са с междунар. участием «На рубеже веков: итоги и перспективы». М.: АЭН, 1999. -С. 120.

133. Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу, В.Н. Луценко. Релейный электропривод электромобиля // Тез. научно-техн. конф. «Системные проблемы качества математического моделирования и информационных технологий». М.: МАМИ, 1999. -С. 68-70.

134. Б.И. Петленко, Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу. Аналитические исследования характеристик релейного электропривода // Тез. междунар. научн. сим-а «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1999.-С. 6-8.

135. Б.И. Петленко, Д.И. Гурьянов, В.Н. Луценко, Нгуен Куанг Тхиеу. Тяговая характеристика городского солнцемобиля // Тез. междунар. научн. сим-а «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1999. -С. 22-24.

136. Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу, До Ван Зунг. Энергозатраты солнцемобиля // Тез. междунар. научн. сим-а «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1999. -С. 27-29.

137. Методы имитации нагрузок тяговых трансмиссий / A.C. Корчак, Нгуен Куанг Тхиеу, А.Н. Трохачев, К.Х. Узбеков // Тез. междунар. научн. сим-а «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1999.-С. 29-30.

138. Электромагнитные процессы в релейном электроприводе / Д.И. Гурьянов, Нгуен Куанг Тхиеу, В.Н. Луценко, В.Д. Шахов // Тез. междунар. научн. сим-а «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа». -М.: МАМИ, 1999. -С. 30-33.

139. Рациональные характеристики электромобиля / Д.И. Гурьянов, В.Н. Луценко, А.Н. Гурьянов, Д.А. Карпов, Нгуен Куанг Тхиеу // Машиностроитель, 1999, № 10. С.15-18.

140. Д.И. Гурьянов, А.Н. Прохоров, Нгуен Куанг Тхиеу. Рациональный закон разгона автомобиля // Межвуз. сборник науч. трудов. «Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона». -Тольятти: ТолПИ, 1999, часть 2.-С. 377-381.

141. Д.И. Гурьянов, В.Н. Луценко, Нгуен Куанг Тхиеу. Технико-эксплуатационные показатели автомобилей с КЭУ. Межвуз. сборник науч. трудов. «Наука, техника, образование г. Тольятти и Волжского региона». -Тольятти: ТолПИ, 2000, часть 2. -С. 145-149.

142. Диссертация Нгуен Куанг Тхиеу посвящена созданию экологически чистого транспортного средства, подпитываемого от солнечной энергией, представляет практический интерес разработчикам транспортных средств с нулевой токсичностью.

143. Зав. отделом «Электромобили»

144. Зам. директора НИИАЭ, профессор1. А.С. Шандрук1. Ю.А. Купеев1. СПРАВКАоб использовании материалов диссертационной работы аспиранта МГТУ "МАМИ" Нгуен Куанг Тхиеу по теме "Городской солнцемобиль"

145. Ведущий конструктор КБ " Автодизайн ",1. Шаврин П.А.утов С.В.1. Справкаоб использовании в учебном процессе результатов диссертации Нгуен Куанг Тхиеу «Городской солнцемобиль»

146. ЩЬ^^ШВЕРЖДАЮ | ¡Г р УР ТолПИ1. Ш^^^^^ахарев Н. П.1. СПРАВКАоб использовании материалов диссертационной работы аспиранта МГТУ "МАМИ" Нгуен Куанг Тхиеу по теме "Городской солнцемобиль"

147. Методики тягово-энергетического расчёта и рационализации потоков мощности от бортовых источников энергии различной физической природы используются при разработки курсовых и дипломных проектов.

148. Зам. зав. кафедрой Автомобили и тракторы", профессор

149. Fk = Fpsi + Fw + Fj; Mk = Mpsi + Mw + Mj; Pk = Ppsi + Pw + Pj;void FMPT(double a)1. FMPOS(a);

150. Fpsi = -Fpsi; Fw = -Fw; Mpsi = -Mpsi; Mw = -Mw; Ppsi = -Ppsi; Pw = -Pw; Fk = Fj Fpsi - Fw; Mk = Mj - Mpsi - Mw; Pk = Pj - Ppsi - Pw;void INITIALIZATION(double a)

151. Ppsiini = 0; Pwini = 0; Pjini = 0;void ENERGYJC(double a)

152. Wpsi Wpsi + (Ppsiini + Ppsi)*dt/2; Ww = Ww + m*g*Kj*a*a*dt!,:dt/2; Wj = Wj + (Pjjni + Pj)*dt/2;void POWERINI(double a)

153. Wkin = Wkin + (Ppsiini + Ppsi)*dt/2 + (Pwjni + Pw)*dt/2 + (Pjini + Pj)*dt/2; PRINTFILEK(a) ; POWERJNI(a); t = t + dt; }while (t <= tAC);void CONSTANTSPEED(double tCS, double vconstant)t = dt;v = vconstant/3.6; a = 0;1.ITIALIZ ATION(a) ;do

154. Kw = 0.5*cx*ro*S/m/g; Kj = delta/g;

155. OPERATION No 1 : STOP IN 11 st = 0;deltat = 0; STOP(ll); PRINTS CREEN(a) ;

156. OPERATION No 2: ACCELERATION (4s, 0-15km/h, l,04m/s2)deltat = 11;

157. ACCELERATI0N(4, 0,15); PRINTSCREEN(a);

158. OPERATION No 3: CONSTANT SPEED (8s, 15km/h)deltat = 15;

159. CONSTANTSPEED(8,15); PRINTS CREEN(a) ;

160. OPERATION No 4: DECELERATION (5s, 15-0km/h, -0.83m/s2deltaj: = 23;

161. DECELERATION^, 15, 0); PRINTS CREEN(a) ;

162. Wcyclel = Wk; Scyclel = Sk;wprcyclel = Wcyclel/Scyclel;1. Srechargel = 0.2*Scyclel;

163. WjechargeJ = wprcyclel *S jecharge J ;

164. P jecharge J = Wjechargel/5; //5 = deceleration time//

165. WrechargejycleJ = Wjycle J W jecharge J ;

166. Wjkinl = m* 15/3.6* 15/3.6/2;

167. WMT1 = Wkinl Wrechargecyclel ;

168. WTEDl = W jecharge jyclel* etaJTR; WBVP1 = WTEDl*etaTED; WTAB1 = WBVPl*etaBVP;fprintf(stream3, " %6. 2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f\n",

169. Wcyclel, Scyclel, Wrechargel, Pjechargel, W jecharge jyclel, Wkinl, WMT1);

170. OPERATION No 5: STOP IN 21sdeltat = 28; STOP(21); PRINTS CREEN(a) ;

171. OPERATION No 6: ACCELERATION (6s, 0-15km/h, 0,69m/s2)deltaj = 49;

172. ACCELERATION^, 0,15); PRINTSCREEN(a);

173. OPERATION No 7: ACCELERATION (6s, 15-32km/h, 0,79m/s2)deltaj = 55;

174. ACCELERATION(6, 15, 32); PRINTSCREEN(a);

175. OPERATION No 8 CONSTANT SPEED (24, 32km/h)deltaJ = 61;

176. C0NSTANTJSPEED(24, 32); PRINTSCREEN(a);

177. OPERATION No 9: DECELERATION (1 Is, 32-0km/h, -0.81m/s2)deltaj = 85;

178. DECELERATION( 11, 32, 0); PRINTSCREEN(a);1. Wcycle2 = Wk Wcyclel;1. Scycle2 = Sk Scyclel;wprcycleJ2 = Wcycle2/Scycle2;1. Srecharge2 = 0.2*Scycle2;

179. Wrecharge2 = wprcyclej2*Srecharge2;

180. Precharge2 = Wrecharge2/11 ; //11 = deceleration time//

181. Wrechargecycle2 = Wcycle2 Wjecharge2;

182. Wkin2 = m* 32/3.6* 32/3.6/2;

183. WMT2 = Wkin2 Wrechargecycle2 ;

184. WTED2 = Wrechargecycle2*etaTR; WJBVPJ2 = WTED2 * etaTED ; WTAB2 = WJBVP2*etaJBVP;fprintf(stream3,"%6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f\n",

185. Wcycle2, Scycle2, Wrecharge2, Precharge2, Wrechargecycle2, Wkin2, WMT2);

186. OPERATION No 10: STOP IN 21sdeltaj = 96; STOP(21); PRINTS CREEN(a) ;

187. OPERATION No 11 : ACCELERATION (6s, 0-15km/h, 0,69m/s2)deltaj = 117;

188. ACCELERATION^, 0, 15); PRINTSCREEN(a);

189. OPERATION No 12: ACCELERATION (lis, 15-35km/h, 0,51m/s2)deltaj =123;

190. ACCELERATION 11, 15, 35); PRINTSCREEN(a);

191. OPERATION No 13: ACCELERATION (9s, 35-50km/h, 0,46m/s2)deltaj = 134;

192. ACCELERATION(9, 35, 50); PRINTSCREEN(a);

193. OPERATION No 14: CONSTANT SPEED (12s, 50km/h)deltaj =143;

194. C0NSTANTJSPEED(12, 50); PRINTSCREEN(a);

195. OPERATION No 15: DECELERATION (8s, 50-35km/h, -0.52m/s2)deltat = 155;

196. DECELERATION^, 50, 35); PRINTSCREEN(a);

197. OPERATION No 16: CONSTANT SPEED (15s, 35km/h)deltat = 163;

198. CONSTANTSPEED(l 5, 35); PRINTSCREEN(a) ;

199. OPERATION No 17: DECELERATION (10s, 35-0km/h, -0.97m/s2)delta J =178;

200. DECELERATION^, 35, 0); PRINTSCREEN(a);

201. OPERATION No 18: STOP IN 15sdeltat= 188; STOP(7);

202. Wcycle3 = Wk Wcyclel - Wcycle2;

203. Scycle3 = Sk Scyclel - Scycle2;wprcycle3 = Wcycle3/Scycle3;1. Srecharge3 = 0.2*Scycle3;

204. Wrecharge3 = wprcycle3*Srecharge3;

205. Precharge3 = Wjrecharge3/18; //11= deceleration time//

206. Wrechargecycle3 = Wcycle3 Wrecharge3;

207. Wkin3 = m*32/3.6*32/3.6/2;

208. WMT3 = Wkin3 Wrechargecycle3;

209. WTED3 = Wrechargecycle3*etaTR; WBVP3 = WTED3 * etaTED ; WTAB3 = WBVP3 *etaBVP;fpri ntf( stream 3, " %6.2 f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f\n",

210. Wcycle3, Scycle3, Wrecharge3, Precharge3, Wrechargecycle3, Wkin3, WMT3); PRINTSCREEN(a);printf("Wcycle, Scycle, Wrecharge, Precharge, Wrechargecycle, Wkin, WMT\n"); printf("%6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f\n",

211. Wcyclel/3600, Scyclel, Wrechargel/3600, Pjrechargel, Wrechargecyclel/3600, Wkinl/3600, WMTl/3600);printf("%6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f\n",

212. Wcycle2/3600, Scycle2, Wrecharge2/3600, Precharge2, Wrechargecycle2/3600, Wkin2/3600, WMT2/3600);printf("%6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f %6.2f\n",

213. Wcycle3/3600, Scycle3, Wrecharge3/3600, Precharge3, Wrechargecycle3/3600, Wkin3/3600, WMT3/3600);fclose(streaml); fclose(stream2); fclose(stream3); fclose(stream4);return 0; }

214. Kw = 0.5*cx*ro*S/(m*g); Kj = delta/g; Tn = 0; t = 0;dt = 0.1; Powermax = 0; phimax = 0; Forcemax = 0; dvmax = 0; aO = 4*vu/Tp; tay = Tp/4;do {e = exp(-t/tay); e2 = exp(-2*t/tay); e3 = exp(-3*t/tay); dvl = aO*e; v = aO*tay*(l e);

215. Force = m*g*(psi + Kw*v*v + Kj*dvl); Power = Force*v;

216. Energyud = Energy/3600/(m/l 000*Distance/l 000);fprintf(stream," %4. 2f %4.2f %4.2f %4.2f %8.4f %8.4f %8.4f %8.4f\n", Tn, phijmax, Forcemax, dvmax, Powermax, Energy/3600, Distance,1. Energyud);

217. Tn = Tn + 0.1; } while (Tn <= Tp);fclose( stream);return 0;

218. Y0. = Y[0] + h / 6 * (hkl + 2 * hk2 + 2 * hk3 + hk4); Y[l] = Y[l] + h / 6 * (hll + 2 * hl2 + 2 * hl3 + hl4); X = xO;v0. = dvl*t;

219. Distance = Distance + v0.*dtl;

220. Fk = m*g*(psi + Kw*v0.*v[0] + Kj*dvl);1. Pk Fk*v0.;omegak = v0./rk;omega = omegak*uT;1. Mk = Fk*rk;1. MTED = Mk/uT/etaT;main () {stream = fopen( "LINEAR.dat", "w");fprintf(stream,"t v dvl U I CF MTED Pk Pmoto PBVP\n");

221. U = L*I1. + I0.*R + CF*omega;

222. MTEDtest = a + b* omega* omega + J*domegal;1. Pmotor = MTED* omega;1. PBVP = U*I0.;

223. CF = MTED/I0.; U = L*I1. + I[0]*R + CF*omega;}else

224. CF CFmin; U = U; I0. -1[0];>

225. MTEDtest = a + b*omega*omega + J*domegal;

226. Pmotor = omega* MJTED Jest;1. Pk = Fk*v0.;1. Mk = Fk*rk;1. PBVP = U*I0.;

227. MTED Jest = a + b*omega*omega + J*domegal;

228. Pmotor = omega* MTED Jest;1. Pk = Fk*v0.;1. Mk = Fk*rk;1. PBVP = U*I0.;

229. CFbegin CF; omegabegin = omega; Chargecurrent = -50;

230. PTmax = CFbegin*Chargecurrent*omegabegin; PTkmax = PTmax*etaT;1. Point G

231. MTmax = CFmax*Chargecurrent; omegaend = PTmax/MTmax; t = 0; dvl = -vmax/tT; dv2 = 0;dodvl = PTkmax/(m*g*Kj*v0.) psi/Kj - (Kw/Kj)*v[0]*v[0]; dv2 = (-PTkmax/m/g/v[0]/v[0] - 2*v[0]*Kw*dvl)/Kj; domegal = dvl/rk*uT; domega2 = dv2/rk*uT; FOM(dtl);

232. CF = CFbegin*omegabegin/omega;1.. = l/CF*(J*domegal + b*omega*omega + a);1. CF = MTED/I0.;1.. = J/CF*(J*domega2 + 2*b*omega*domegal);

233. U = -I0.*R L*I1. + CF*omega;

234. MTEDtest = a + b*omega*omega + J*domegal;1. Pmotor = MTED*omega;1. PBVP = U*I0.;