Российские ученые придумали, как увеличить срок службы аккумуляторов электробусов
Ученые ТПУ совместно с коллегами из Новосибирска разработали модель, которая позволяет определить оптимальные условия для обеспечения максимального срока службы аккумуляторной батареи электробуса. Она учитывает степень заряженности батареи, температурные режимы, количество пассажиров и скорость движения транспорта. Модель доказала свою эффективность во время экспериментов на реальных городских и пригородных маршрутах.
Результаты работы ученых опубликованы в журнале Mathematics. Ученые разработали имитационную модель, отражающую тепловые и электрические процессы, происходящие в аккумуляторной батарее при различных условиях эксплуатации. Реализация методики включала несколько последовательных этапов: полевые испытания транспортного средства, сбор и анализ эксплуатационных данных, построение и проверку математической модели, описывающей деградацию аккумуляторной батареи.
«Предложенная нами модель — это что-то среднее между физико-химическим моделированием, статистическим анализом и методами нейронных сетей. Ее новизна заключается в возможности адаптации к конкретным маршрутам электробусов с учетом климатических условий, режимов зарядки и глубины разряда, что позволяет в режиме реального времени оптимизировать параметры работы аккумулятора», — рассказал руководитель проекта, доцент отделения информационных технологий Инженерной школы информационных технологий и робототехники Никита Мартюшев.
На первом этапе были проведены полномасштабные испытания электробуса на городских и пригородных маршрутах. Всего было выполнено девять заездов, охватывающих различные дорожные условия, интенсивность движения. В ходе заездов электробус работал как с частичной, так и с полной загрузкой. Максимальная скорость составляла 70 км/ч, при этом транспортное средство делало остановки на каждом маршруте для посадки и высадки пассажиров.
В ходе экспериментов измерялись и регистрировались уровень заряда аккумуляторной батареи, крутящий момент асинхронных электродвигателей, температура электродвигателей и инверторов, напряжение аккумуляторной батареи, частота вращения электродвигателя.
«На основании полученных данных разработана обобщенная функциональная схема тягового электрооборудования электробуса. Математическая модель включала расчет глубины заряда аккумуляторной батареи, моделирование работы тяговой системы и самой аккумуляторной батареи, оценку тяговых усилий, создаваемых асинхронными электродвигателями, управляемыми через преобразователи частоты, — отметил руководитель проекта Никита Мартюшев. — Для исследования процесса старения аккумулятора была составлена система уравнений, которая учитывала влияние температуры, уровня заряда и токов заряда-разряда на потерю емкости».
Результаты исследования показали, что на срок службы аккумулятора сильно влияет температурное воздействие. Повышение температуры на 15 градусов сокращает срок службы на 30%, а эксплуатация при температуре 43 градуса сокращает срок службы почти вдвое. Также важен токовый режим. При разрядке или зарядке аккумулятора в два раза быстрее, чем при обычном токе, его ресурс снижается на 30%, при скорости зарядки/разрядки в четыре раза быстрее – на 47%.
По словам ученых, оптимальные условия эксплуатации аккумулятора возможны при текущем уровне заряда в пределах от 25% до 65% и при температуре от 20 до 30 градусов.
Моделирование подтвердило, что промежуточные зарядные станции на маршрутах позволят эффективно контролировать тепловой режим и значительно снизить скорость деградации.
«В будущем важно разрабатывать более точные модели, учитывающие распределение температуры и процессы, происходящие внутри аккумулятора, а также особенности разных типов батарей. Перспективным направлением является подключение телематических данных и цифровых двойников для адаптивного управления. Кроме того, стоит учитывать случайный характер условий эксплуатации и строить вероятностные модели для более точного прогноза срока службы аккумуляторов в автопарках», — отметил Никита Мартюшев.
В исследованиях участвовали сотрудники Инженерной школы информационных технологий и робототехники, Инженерной школы новых производственных технологий, Юргинского технологического института (филиал ТПУ), НГТУ.
Telegram 
Дзен 
VK Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Ученые с высокой точностью измерили ключевые параметры нейтринных осцилляций — угол смешивания θ₁₂ и разность квадратов масс нейтрино. Результаты верифицировали несколькими методами.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Ученые с высокой точностью измерили ключевые параметры нейтринных осцилляций — угол смешивания θ₁₂ и разность квадратов масс нейтрино. Результаты верифицировали несколькими методами.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно