CHARAKTERYSTYKI EKSPLOATACYJNE WYBRANEGO PAKIETU BATERYJNEGO DLA ZDEFINIOWANYCH CYKLI PRACY JACHTU

Transkrypt

1 PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 115 Transport 2017 Marcin Koniak, Andrzej Czerepicki, Piotr Tomczuk Milper Propeller Technologies Inc. CHARAKTERYSTYKI EKSPLOATACYJNE WYBRANEGO PAKIETU BATERYJNEGO DLA ZDEFINIOWANYCH CYKLI PRACY JACHTU, marzec 2016 Streszczenie: w artykule opisany jest sposób wyznaczania charakterystyk pracy akumulatora w projek- tawie jego pracy pojazdu, podzielono je na: pomiary przeprowadzane na rzeczywistych pojazdach, symulacje oparte na modelach fizycznych, symulacje ko- pozycja GPS i z jekcie REP-SAIL stworzone na podstawie prognozowanych danych dla eksploatacji jachtu w trzech przypadkach: cumowania, rejsu z wykorzystaniem 1. iejszych czasach wych nabywanych sam [1]. O sile tego zjawiska

2 94 Marcin Koniak, Andrzej Czerepicki, Piotr Tomczuk, technologii jest c tematyki mo [2]: izyczne [3], lektryczne [3], lektrochemiczne [4], tochastyczne [5], nalityczne [6], mpiryczne [7], [8]. do modeli empirycznych. jest oparcie wyników symulacji pracy na charakterystykach eksploatacyjnych zebranych z ogniw zgodnie z opracowanym programem modelowania akumulatora na podstawie danych eksploatacyjnych pojedynczego ogniwa pozyskanych po- zebranie rzeczywistych pomiarów latora. W parametry procesu: tempera- i energia [9]. 2. METODA WYZNACZANIA CHARAKTERYSTYK PRACY AKUMULATORÓW TRAKCYJNYCH [2]. wadzenia ysoko wyspecjalizowanych testów laboratoryjnych. - azowo-fosforanowe. eg pracy zasobnika tworzony jest na

3 K :32:20 09:32:28 09:32:37 09:32:44 09:32:52 09:33:00 09:33:08 09:33:16 09:33:25 09:33:33 09:33:41 09:33:49 09:33:57 09:34:05 09:34:13 09:34:21 09:34:29 09:34:37 09:34:45 09:34:53 09:35:01 09:35:09 09:35:17 09:35:25 09:35:33 09:35:41 09:35:49 09:35:57 09:36:05 09:36:13 09:36:21 09:36:29 09:36:38 09:36: a opracowany na podstawie zarejestrowanych parametrów ruchu pojazdu bieg dobrany z rodziny charakterystyk,, przedstawianym wybrane wyniki dla ogniwa typu litowo-polimerowego ce na rzeczywistych danych pomiarowych. Algorytm postepowania jest przedstawiony na rysunku 3. [10] wynika chy charakterystyczne jak: rzeczyw bateryjnego. Na potrzeby prezentowanej metody wyznaczania charakterystyk eksploatacyjnych ogniw przeprowadza przeprowadzenie wszystkich pomiarów w identycznych warunkach z rejestracja tych

4 96 Marcin Koniak, Andrzej Czerepicki, Piotr Tomczuk, Rys. 2 litowo-polimerowego, charakterystyka pozyskana pomiarowo w ramach programu REP-SAIL K znacznik czasowy, temperatura ogniwa, Rys. 3. Uproszczony schemat blokowy algorytmu tworzenia charakterystyki pracy ogniwa na podstawie zadanego profilu

5 K TRAKCYJNEGO cjach konieczne nych [11]. W tym przypadku wyniki Otrzymane 3. enariuszy w których rzeczy- 4. wych do przewidzenia scenariuszy pracy. wane wyniki pomia ze zestandaryzowanymi New European Driving Cycle(NEDC); Artemis: miejski, wiejski czy -75. Na Internationale des Transports Publics testy o nazwie SORT [12] cia paliwa. Jednak torów w tego typu pojazdach elektrycznych. 4. WYBRANE WYNIKI SYMULACJI jekcie REP- czwarty sposób,

6 98 Marcin Koniak, Andrzej Czerepicki, Piotr Tomczuk, - panele fotowoltaiczne, woda hydroturbiny, wiatr niewielka turbina wiatrowa. Przy tworzeniu la akumulatora przypadków, w których to z niego brana jest z opracowanym programem itowo-jonowa: Panasonic NCR 18650B, itowo-jonowa: Samsung INR R, itowo-jonowa: A123 ANR 26650, itowo-polimerowa: REDOX battery. -polimerowego. wody- po 45,0 4 35,0 3 25,0 2 15,0 1 5,0-35, , , ,0-3 Rys. 4. w funkcji czasu dla cumowa- Drugim ana nad 6 kwh, na

7 K 99 45,0 4 35,0 3 25,0 2 15,0 1 5, , , , ,0 Rys. 5. rejsu h 45,0 4 35,0 3 25,0 2 15,0 1 5, Rys. 6. w funkcji czasu dla rejsu

8 100 Marcin Koniak, Andrzej Czerepicki, Piotr Tomczuk, 5. PODSUMOWANIE wersalne lacje pracy ogniw i ERA NET TRANSPORT. Bibliografia 1. Randall T: Here s How Electric Cars Will Cause the Next Oil Crisis, Bloomberg.com ], 2. Jongerden M. R., Haverkort B. R., Which battery model to use?, in IET Software, vol. 3, no. 6, pp , December Fizyczne Doyle M., Fuller T. F., Newman j., Modeling of galvanostatic charge and discharge of the lithium/polymer/insertion cell, Journal of the Electrochemical Society, vol. 140, no. 6, pp , Elektryczne Hageman S. C., Simple PSpice models let you simulate common battery types, Electronic Design News, vol. 38, 1993, pp Elektrochemiczne Muralidharan V.S. -Corrosion Methods and Materials, Vol. 44 Iss: 1, 1997, pp Stochastyczne Rao V., Singhal G., Kumar A., Navet N., Battery model for embedded systems, in Proceedings of the 18th International Conference on VLSI Design held jointly with 4th International Conference on Embedded Systems Design (VLSID 05). Washington, DC, USA: IEEE Computer Society, 2005, pp Analityczne Rakhmatov D., Vrudhula S., Wallach D. A., Battery lifetime predictions for energy-aware computing, in Proceedings of the 2002 International Symposium on Low Power Electronics and Design (ISLPED 02), 2002, pp Empiryczne Samadani E., Farhad S., Scott W., Mastali M., Gimenez L. E., Fowler M., Fraser R. A., Empirical Modeling of Lithium-ion Batteries Based on Electrochemical Impedance Spectroscopy Tests. Electrochimica Acta, Koniak M., Tomczuk P., Czerepicki A., Jaskowski P.:, w: Logistyka: czasopismo dla profesjonalistów, Instytut Logistyki i Magazynowania, nr 4, 2015, ss Dubarry M., Vuillaume N., Liaw B.Y.. From single cell model to battery pack simulation for Li-ion batteries. Journal of Power Sources, 186, (2009). 11. cal parameters of electric UITP. (2004). SORT ñ Standardise On-Road Test Cycles. UITP ñ International Association of Public Transport. Brussels

9 K 101 OPERATING CHARACTERISTICS OF SELECTED BATTERY FOR DEFINED WORK CYCLES OF ELECTRICALLY POWERED YACHT Summary: article describes a way to calculate operating characteristics of battery in Innovative yacht with a hybrid drive powered by renewable energy sources (REP SAIL) project. In proposed solution the work course of battery is plotted based on operating current. The method assumes possibility of work simulation of whole package by graduation of simulation result of one cell that battery is composed of. The authors present ways of acquiring workload characteristics of battery during work cycle of vehicle, divided into: measurements run on actual vehicles, simulations based on physical models, simulations using actual ride data of other type vehicle such as: velocity, acceleration, GPS coordinates and juxtaposed with them average values for also acquired with measurements data concerning relationship between battery workload and work conditions, simulations based on prognosis of demand with help of summing total power of receivers used in the vehicle in function of time and assumed operating characteristic of the drive. Article presents exemplary operating characteristics of battery in REP-SAIL project developed based on projected data for yacht usage in three cases: moorage, cruise using the engine and cruise using sails. Keywords: electric drive, battery, computer simulation