MODELOWANIE ZASOBNIKÓW ENERGII ELEKTRYCZNEJ DLA POJAZDÓW ELEKTRYCZNYCH I HYBRYDOWYCH



Podobne dokumenty
MACIEJCZYK Andrzej 1 PAWELSKI Zbigniew 2

Moduł superkondensatorowy BMOD0350 jako element kondycjonera energii. The supercapacitor module as an component of the power conditioning system

PAWELSKI Zbigniew 1 MACIEJCZYK Andrzej 2

SYMULACJA CYKLU PRACY HYBRYDOWEGO UKŁADU NAPĘDOWEGO GÓRNICZEJ LOKOMOTYWY SPĄGOWEJ

BADANIA LABORATORYJNE OGNIW ELEKTRYCZNYCH PRZEZNACZONYCH DO ZASTOSOWANIA W NAPĘDZIE HYBRYDOWYM BEZZAŁOGOWEGO APARATU LATAJĄCEGO

Układy napędowe i magazyny energii w pojazdach elektrycznych oraz systemy do ładowania baterii

Autoreferat przedstawiający informacje o osiągnięciach zawodowych w tym naukowych

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

Nieliniowy model symulacyjny akumulatora Li-Ion do obliczeń napędów pojazdów elektrycznych 4

Ćwiczenie 1. Symulacja układu napędowego z silnikiem DC i przekształtnikiem obniżającym.

MODELE FUNKCJONOWANIA ZASOBNIKÓW ENERGII STOSOWANYCH W UKŁADACH MOBILNYCH

KONSTRUKCJA STANOWISKA BADAWCZEGO HYBRYDOWEGO NAPĘDU AUTOBUSU

BADANIA SILNIKA BLDC PRZEZNACZONEGO DO HYBRYDOWEGO NAPĘDU BEZZAŁOGOWEGO APARATU LATAJĄCEGO

STRATEGIA ZARZĄDZANIA ROZPŁYWEM MOCY W NAPĘDZIE HYBRYDOWYM O STRUKTURZE RÓWNOLEGŁEJ

BADANIA LABORATORYJNE NAPĘDU HYBRYDOWEGO BEZZAŁOGOWEGO APARATU LATAJĄCEGO

ŁADOWANIE BATERII AKUMULATORÓW PRZY WYKORZYSTANIU PRZETWORNICY DC/DC ZE STEROWANIEM MIKROPROCESOROWYM

MODELOWANIE ZACHOWANIA SIĘ AKUMULATORA KWASOWO-OŁOWIOWEGO PODCZAS JAZDY SAMOCHODU ELEKTRYCZNEGO Z WYKORZYSTANIEM ŚRODOWISKA MATLAB

BADANIA MODELOWE HYBRYDOWEGO UKŁADU NAPĘDOWEGO LOKOMOTYWY SPĄGOWEJ

Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne - Jastrzębska GraŜyna. Spis treści. Przedmowa Wykaz oznaczeń Wykaz skrótów

Modułowy hybrydowy układ napędowy samochodu

Elektronika przemysłowa

Modelowanie pracy sieci trakcyjnej na potrzeby budowy stanowiska badawczego z superkondensatorowym zasobnikiem energii

WIRTUALNY UKŁAD STERUJĄCY POJAZDEM KOŁOWYM O NAPĘDZIE HYBRYDOWYM

Ćwiczenie 1b. Silnik prądu stałego jako element wykonawczy Modelowanie i symulacja napędu CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Ć w i c z e n i e 1 POMIARY W OBWODACH PRĄDU STAŁEGO

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL MROCZEK BARTŁOMIEJ, Lublin, PL BUP 08/18

BADANIA ODZYSKU ENERGII HAMOWANIA POJAZDU O NAPĘDZIE HYBRYDOWYM

SUPERKONDENSATOROWO AKUMULATOROWY UKŁAD ZASILANIA Z SZYBKIM ŁADOWANIEM

Uniwersytet Pedagogiczny

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ UKŁADU NAPĘDOWEGO Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM ŚREDNIEGO NAPIĘCIA POPRZEZ JEGO ZASILANIE Z PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

UNIWERSALNY MODEL SYMULACYJNY UKŁADU NAPĘDOWEGO PROTOTYPU SAMOCHODU ELEKTRYCZNEGO ELV001

Zaznacz właściwą odpowiedź

OGRANICZANIE ZUśYCIA PALIWA W MODUŁOWYM HYBRYDOWYM UKŁADZIE NAPĘDOWYM SAMOCHODU

Źródła zasilania i parametry przebiegu zmiennego

Przetwarzania energii elektrycznej w fotowoltaice. Modelowanie autonomicznych systemów fotowoltaicznych przy użyciu oprogramowania PSpice

Zastosowanie modelu matematycznego synchronicznej maszyny elektrycznej z magnesami trwałymi do obliczeń energetycznych pojazdów drogowych 4

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

SUPERKONDENSATOROWE MAGAZYNY ENERGII W TRAKCJI ELEKTRYCZNEJ

BADANIA SYMULACYJNE I STANOWISKOWE SILNIKA PMSM PODCZAS HAMOWANIA ELEKTRYCZNEGO Z ODZYSKIEM ENERGII

TROLEJBUSOWY NAPĘD TRAKCYJNY Z ZASOBNIKIEM SUPERKONDENSATOROWYM

WSPÓŁCZYNNIK MOCY I SPRAWNOŚĆ INDUKCYJNYCH SILNIKÓW JEDNOFAZOWYCH W WARUNKACH PRACY OPTYMALNEJ

SILNIK RELUKTANCYJNY PRZEŁĄCZALNY PRZEZNACZONY DO NAPĘDU MAŁEGO MOBILNEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

2 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J

Ćwiczenie 2 WSPÓŁPRACA JEDNAKOWYCH OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH W RÓŻNYCH KONFIGURACJACH POŁĄCZEŃ. Opis stanowiska pomiarowego. Przebieg ćwiczenia

IMPULSOWY PRZEKSZTAŁTNIK ENERGII Z TRANZYSTOREM SZEREGOWYM

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

Projekt prototypowego układu napędowego do autobusu elektrycznego AMZ Kutno

EKOLOGICZNE NAPĘDY POJAZDÓW Z UKŁADAMI ODZYSKU ENERGII

PRACA RÓWNOLEGŁA PRĄDNIC SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

UKŁAD AUTOMATYCZNEJ REGULACJI SILNIKA SZEREGOWEGO PRĄDU STAŁEGO KONFIGUROWANY GRAFICZNIE

BADANIE POBORU ENERGII W UKŁADZIE ZAPŁONOWYM STOSOWANYM W JEDNOSTKACH BEZZAŁOGOWYCH

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO

ANALIZA PORÓWNAWCZA RÓŻNYCH KONSTRUKCJI MASZYN RELUKTANCYJNYCH PRZEŁĄCZALNYCH PRZEZNACZONYCH DO NAPĘDU LEKKIEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

WPŁYW ZMIAN KĄTA ZAŁĄCZENIA NA WŁAŚCIWOŚCI SILNIKA BLDC NAPĘDU HYBRYDOWEGO BEZZAŁOGOWEGO APARATU LATAJĄCEGO

PROJEKT PNEUMATYCZNEGO MODUŁU NAPĘDOWEGO JAKO ZADAJNIKA PRĘDKOŚCI POCZĄTKOWEJ W HYBRYDOWEJ WYRZUTNI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

BADANIA SYMULACYJNE SILNIKÓW RELUKTANCYJNYCH PRZEŁĄCZALNYCH PRZEZNACZONYCH DO NAPĘDU WYSOKOOBROTOWEGO

BADANIA MODELOWE OGNIW PALIWOWYCH TYPU PEM

BADANIA SYMULACYJNE SILNIKA BLDC PRZEZNACZONEGO DO NAPĘDU HYBRYDOWEGO BEZZAŁOGOWEGO APARATU LATAJĄCEGO

ALGORYTM DOBORU POJEMNOŚCI AKUMULATORÓW DO STACJONARNYCH ZASOBNIKÓW ENERGII

ANALIZA PRACY SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W WARUNKACH ZAPADU NAPIĘCIA

z. 112 Transport 2016 Andrzej Lechowicz, Andrzej Augustynowicz

NAPĘD ELEKTRYCZNY I HYBRYDOWY W UKŁADZIE HYDRAULICZNYM POJAZDU SPECJALNEGO MONTRAKS *)

Ćwiczenie: "Silnik prądu stałego"

OKREŚLENIE OBSZARÓW ENERGOOSZCZĘDNYCH W PRACY TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

NATĘŻENIE POLA ELEKTRYCZNEGO PRZEWODU LINII NAPOWIETRZNEJ Z UWZGLĘDNIENIEM ZWISU

System napędu hybrydowego Toyota. Toyota Motor Poland 2008

BADANIA MODELOWE OGNIW SŁONECZNYCH

ANALIZA ENERGETYCZNA RZECZYWISTYCH CYKLI JAZDY

MODELOWANIE WPŁYWU NIEZALEŻNEGO STEROWANIA KÓŁ LEWYCH I PRAWYCH NA ZACHOWANIE DYNAMICZNE POJAZDU

DEGRADACJA IZOLACJI UZWOJEŃ MASZYN ELEKTRYCZNYCH POD WPŁYWEM CZASU ICH EKSPLOATACJI

ANALIZA UKŁADU NAPĘDOWEGO POJAZDU HYBRYDOWEGO Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM

Ćwiczenie: "Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego"

Centrum Energetyki Prosumenckiej. Konwersatorium Inteligentna Energetyka

OGRANICZENIA PRACY SILNIKA RELUKTANCYJNEGO PRZEŁĄCZALNEGO PRZY ZALEŻNYM STEROWANIU PRĄDOWYM

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 80/

Stanisław SZABŁOWSKI

BADANIA MASZYNY RELUKTANCYJNEJ PRZEŁĄCZALNEJ PRZEZNACZONEJ DO NAPĘDU LEKKIEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

ELASTYCZNY SYSTEM PRZETWARZANIA I PRZEKSZTAŁCANIA ENERGII MAŁEJ MOCY DLA MASOWEGO WYKORZYSTANIA W GOSPODARCE ENERGETYCZNEJ KRAJU

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

TRAMWAJ Z SUPERKONDENSATOROWYM ZASOBNIKIEM ENERGII - OCENA EFEKTYWNOŚCI ALGORYTMU STEROWANIA

Badanie obwodów rozgałęzionych prądu stałego z jednym źródłem. Pomiar mocy w obwodach prądu stałego

Andrzej RADECKI, Piotr CHUDZIK

Podstawy Elektrotechniki i Elektroniki. Opracował: Mgr inż. Marek Staude

Analiza parametrów pracy napędu hybrydowego Toyoty Prius III w procesie hamowania

INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI

Tranzystory bipolarne. Małosygnałowe parametry tranzystorów.

Napędy urządzeń mechatronicznych

Silniki prądu stałego. Wiadomości ogólne

Pracownia pomiarów i sterowania Ćwiczenie 4 Badanie ładowania i rozładowywania kondensatora

PL B1. POLITECHNIKA OPOLSKA, Opole, PL BUP 05/19. RYSZARD KOPKA, Opole, PL WIESŁAW TARCZYŃSKI, Opole, PL

Adam DANIELCZOK Andrzej BIENIEK Ireneusz HETMAŃCZYK. 1. Wprowadzenie. 2. Analiza teoretyczna

Mgr inż. Wojciech Cieślik Instytut Silników Spalinowych i Transportu.

BADANIA PARAMETRÓW RUCHU WYBRANYCH WÓZKÓW WIDŁOWYCH

Sa o hód jako źródło dla do u Technologie zasobnikowe PME. Marcin Fice Polite h ika Śląska

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODAMI SYMULACYJNYMI

MODELOWANIE MASZYNY SRM JAKO UKŁADU O ZMIENNYCH INDUKCYJNOŚCIACH PRZY UŻYCIU PROGRAMU PSpice

DWUKIERUNKOWY PRZEKSZTAŁTNIK DO MAGAZYNOWANIA ENERGII W SYSTEMIE FOTWOLTAICZNYM

ANALIZA ENERGOCHŁONNOŚCI RUCHU TROLEJBUSÓW

Transkrypt:

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 90/2011 145 Rafał Setlak, Marcin Fice Politechnika Śląska, Gliwice MODELOWANIE ZASOBNIKÓW ENERGII ELEKTRYCZNEJ DLA POJAZDÓW ELEKTRYCZNYCH I HYBRYDOWYCH MODELING OF ELECTRIC ENERGY STARAGES FOR ELECTRIC AND HYBRID VEHICLES Abstract: This paper presents the prepared mathematical models of electrochemical battery Ni-MH and supercapacitors used to simulate components of hybrid bus propulsion system. The model does not provide a self-discharge process of electric energy storage due to the nature of electricity receiver. Frequent changes of direction and power value make the process of self-discharge must not be taken into account. Prepared models of electric energy storage devices are adapted to simulate specified speed profile by the static method, which has the advantage is speed simulation and ease of comparison between several variants of the propulsion system. 1. Wstęp W artykule przedstawiono opracowane modele matematyczne akumulatora niklowo-wodorkowego (Ni-MH) oraz superkondensatora wykorzystane do symulacji elementów składowych hybrydowego układu napędowego autobusu. W modelach nie przewidziano występowania procesu samo rozładowania zasobnika (pominięto rezystancję równoległą) ze względu na specyfikę odbioru energii elektrycznej. Częste zmiany kierunku przepływu energii elektrycznej jak i częste zmiany wartości mocy pozwalają na pominięcie zjawiska samo rozładowania zasobników. Opracowane modele omawianych zasobników energii elektrycznej dostosowano do przeprowadzenia symulacji przejazdu zadanego profilu prędkości metodą quasi-statyczną, której zaletą jest szybkość symulacji i łatwość porównania kilku wariantów układu napędowego [2]. 2. Model akumulatora Niklowo-Wodorkowego (Ni-MH) Siła elektromotoryczna pojedynczego ogniwa jest róŝnicą potencjałów elektrod i zmienia się nieliniowo w funkcji stanu naładowania k. Rezystancja wewnętrzna jest nieliniowa i zaleŝy od stanu naładowania, rezystancji elektrolitu oraz rezystancji elektrod. Pojemność akumulatora takŝe zmienia się nieliniowo w zaleŝności od prądu pobieranego z akumulatora. ZaleŜność pomiędzy pojemnością akumulatora i obciąŝeniem opisuje równanie Peukerta [1]: gdzie: (1) K w pojemność wyładowania akumulatora, t czas wyładowywania, σ stała Peukerta zaleŝna od typu akumulatora. Na rysunku 1 pokazano elektryczny schemat zastępczy akumulatora wykorzystany w modelu. I aku U aku_w R el P aku_w P aku_str R e U aku P aku Rys. 1. Schemat zastępczy akumulatora do obliczeń energetycznych. R el rezystancja elektrolitu, R e rezystancja elektrod, U aku_w siła elektromotoryczna akumulatora, U aku napięcie na zaciskach akumulatora, I aku prąd akumulatora, P aku_w moc siły elektromotorycznej akumulatora, P aku_str moc strat na rezystancjach wewnętrznych, P aku moc wyjściowa akumulatora Zgodnie z rysunkiem 1 moc wyjściowa akumulatora podczas wyładowania: i podczas ładowania:, (2) (3)

146 Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 90/2011 Do wyznaczenia parametrów elektrycznych i energetycznych akumulatora wykorzystano metodę opartą jest na badaniach eksperymentalnych modelowanego akumulatora i wyznaczeniu charakterystyk ładowania i rozładowania [3][4]. Metoda ta pozwala na obliczenie chwilowego stanu naładowania akumulatora k oraz wartości napięcia źródła ogniwa U aku_w (k) i rezystancji wewnętrznej R aku (k). Rys. 4. Honda Insight W ramach badań przeprowadzono pomiary laboratoryjne cykli ładowania i wyładowania ogniw HHR-650D/FT. Na rysunkach 5 i 6 pokazano wykresy zmian napięcia ogniwa podczas ładowania, a na rysunkach 7 i 8 wykresy zmian napięcia podczas wyładowania prądem o stałej wartości. Rys. 2. Ogniwo niklowo-wodorkowe HHR- 650D/FT Rys. 5. Wykresy zmian napięcia ogniwa HHR- 650D/FT podczas ładowania dla prądów 0,1C, 0,2C, 0,5C, 1C w funkcji pojemności akumulatora Rys. 3. Bateria akumulatorów samochodu hybrydowego Honda Insight Do celów symulacyjnych przyjęto typ ogniwa akumulatora Ni-MH Panasonic HHR-650D/FT (rys. 2) stosowanego m. in. w samochodach hybrydowych Honda [5]. Moduł baterii akumulatorów (rys. 3) z samochodu Honda Insight (rys. 4) znajduje się w laboratorium elektrotechniki samochodowej Zakładu Maszyn Elektrycznych i InŜynierii Elektrycznej w Transporcie. Tabela 1. Parametry ogniwa HHR-650D/FT Napięcie znamionowe U n V 1,2 Pojemność znamionowa Q n mah 6500 Rys. 6. Wykresy zmian napięcia ogniwa HHR- 650D/FT podczas ładowania dla prądów 0,1C, 0,2C, 0,5C, 1C w funkcji czasu

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 90/2011 147 Rys. 7. Wykresy zmian napięcia akumulatora HHR-650D/FT dla prądów wyładowania 0,5C, 1C, 2C, 3C, 4C i 5C w funkcji pojemności akumulatora Rys. 10. Wyznaczona rezystancja wewnętrzna ogniwa podczas ładowania Rys. 8. Wykresy zmian napięcia akumulatora HHR-650D/FT dla prądów wyładowania 0,5C, 1C, 2C, 3C, 4C i 5C w funkcji czasu Na rysunkach 9 i 10 pokazano charakterystyki napięcia siły elektromotorycznej ogniwa oraz rezystancji wewnętrznej w funkcji stanu naładowania akumulatora k podczas ładowania, a na rysunkach 11 i 12 pokazano charakterystyki napięcia źródła ogniwa oraz rezystancji wewnętrznej w funkcji stanu naładowania akumulatora k podczas wyładowania. Rys. 11. Wyznaczone napięcie siły elektromotorycznej ogniwa podczas wyładowania Rys. 12. Wyznaczona rezystancja wewnętrzna ogniwa podczas wyładowania Rys. 9. Wyznaczone napięcie siły elektromotorycznej ogniwa podczas ładowania W tabeli 2 przedstawiono parametry energetyczne ogniwa HHR-650D/FT wyznaczone na podstawie badań laboratoryjnych.

148 Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 90/2011 Tabela 2. Parametry energetyczne akumulatora HHR-650D/FT t w I w Q w U wsr p wsr q en min A Ah V W/kg kj/kg 115 3,3 6,32 1,254 38,67 2,66 58,2 6,5 6,31 1,243 75,51 2,64 30,85 12 6,13 1,225 137,38 2,53 18,25 20 6,08 1,199 224,11 2,45 14,3 25 5,96 1,182 276,16 2,37 11,2 30 5,6 1,166 326,92 2,19 ZałoŜenia do modelu: - napięcie źródła ogniwa oraz rezystancja wewnętrzna zaleŝą od stopnia naładowania akumulatora k, - przyjmuje się stałą temperaturę ogniw, - pomija się rezystancję połączeń ogniw. W opracowanym modelu ogniwa Ni-MH wartością wejściową jest zapotrzebowanie na moc, na wyjściu otrzymamy chwilową wartość napięcia U aku, prądu I aku oraz stanu naładowania akumulatora k. Napięcie siły elektromotorycznej ogniwa aproksymowano wielomianem: 3. Model superkondensatora Model baterii superkondensatorów oparto na elektrycznym schemacie zastępczym zbudowanym z podstawowych elementów elektrycznych, których wartości moŝna wyznaczyć doświadczalnie [6][7][8]. Elektryczny schemat zastępczy wykorzystany do modelowania superkondensatora przedstawiono na rysunku 13. Usc RSsc C sc R Rsc (4) Rezystancja wewnętrzna aproksymowana wielomianem: I sc Rys. 13. Zastępczy model elektryczny superkondensatora. C sc pojemność superkondensatora, R Ssc rezystancja szeregowa superkondensatora, R Rsc rezystancja równoległa superkondensatora Tabela 3. Współczynniki wielomianów 4 i 5 Współczynnik v 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7 Wartość 2,32545 8,59986 11,25894 7,12966 2,64882 0,74089 1,12987 Współczynnik r 1 r 2 r 3 r 4 r 5 r 6 r 7 Wartość 260.139 575.923 325.5909 75.5084 115.6633 32.6497 4.5068 (5) W tabeli 3 podane zostały współczynniki wielomianów U a (k) i R aku (k). Prąd podczas ładowania wyraŝono równaniem: natomiast prąd podczas wyładowania: (6) (7) Znajdujący się na schemacie (rys. 13) symbol kondensatora C sc odpowiada pojemności superkondensatora i moŝliwej do zgromadzenia energii. Pojemność ta nie ma stałej wartości i moŝna ją opisać jako zmienną w funkcji napięcia: (8) gdzie: C sc0 pojemność superkondensatora przy napięciu równym 0 V, κ współczynnik zale- Ŝności pojemności superkondensatora od napięcia, u sc napięcie superkondensatora. Prąd chwilowy superkondensatora moŝna wyznaczyć z zaleŝności:

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 90/2011 149 (9) elektrycznej z hybrydowym układem napędowym o strukturze równoległej (rys. 16). Przekształtnik buck/boost Bateria superkondensatorów Paliwo Sprzęgło sterowane elektrycznie Przekształtnik energoelektroniczny Bateria akumulatorów Rys. 14. Moduł superkondensatora BPAK0058 E015 Do celów symulacyjnych przyjęto parametry superkondensatora Maxwell BPAK0058 E015 (rys. 14) o parametrach znamionowych: pojemność znamionowa C SC = 58 F, napięcie znamionowe U scn = 15 V. Metodę wyznaczania współczynnika k oraz jego wartości zaczerpnięto z [9]. Przedstawiony i badany w [9] moduł superkondensatorów BMOD0350 produkcji Maxwell wykonany jest z pojedynczych ogniw identycznych jak w module BPAK0058. Wartość współczynnika κ wynosi κ = 1,6837 F/V, a pojemność C sc0 = 42 F. Rezystancję szeregową superkondensatora wyznaczono mierząc wartość napięcia superkondensatora przy skokowej zmianie wartości prądu płynącego przez superkondensator (rys. 15). Średnia wartość rezystancji podczas serii prób pomiarowych wyniosła R sc = 19 mω. Silnik spalinowy Połączenie mechaniczne Połączenie elektryczne Połączenie hydrauliczne Silnik elektryczny/ prądnica Układ przeniesienia napędu/koła Rys. 16. Schemat struktury równoległego napędu hybrydowego w pojeździe miejskim Symulacje zostały przeprowadzone metodą quasi-statyczną, dla której danymi wejściowymi są prędkość i przyspieszenie pojazdu, czyli zadany cykl jazdy (rys. 17). Na rysunkach 18, 19 i 20 pokazano odpowiednio przebiegi prądu, napięcia i stanu naładowania akumulatora podczas realizacji przejazdu zadanego profilu prędkości. Na rysunkach 21 i 22 pokazano odpowiednio przebiegi prądu i napięcia superkondensatora. Rys. 15. Przebiegi prądu i napięcia podczas próby skokowej zmiany prądu ładowania modułu superkondensatorów BPAK0058, I=20 A Rys. 17. Schemat struktury równoległego napędu hybrydowego w pojeździe miejskim Stopień naładowania superkondensatora zapisano wyraŝeniem: (10) 4. Badania symulacyjne W ramach badań przeprowadzono symulacje współpracy omawianych zasobników energii Rys. 18. Przebieg zmian prądu akumulatora

150 Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 90/2011 stałego rozdziału mocy pomiędzy zasobniki energii elektrycznej oraz równowagi początkowego i końcowego stanu naładowania zasobników. Początkowy stan naładowania zasobników k = 0,7. Rys. 19. Przebieg zmian napięcia akumulatora Rys. 20. Przebieg zmian stopnia naładowania akumulatora podczas symulacji przejazdu cyklu Silesia Bus Rys. 21. Przebieg zmian prądu superkondensatora Rys. 22. Przebieg zmian napięcia superkondensatora Przedstawione powyŝej zarejestrowane przebiegi są wynikiem symulacji przejazdu zadanego profilu prędkości przez autobus z napędem hybrydowym [10] dla szczególnego przypadku 5. Podsumowanie Przyjęte struktury modeli akumulatora i superkondensatora posłuŝyły do budowy modelu symulacyjnego napędu hybrydowego o strukturze szeregowej dla pojazdu miejskiego oraz umoŝliwiły przeprowadzenie badań symulacyjnych przejazdu zadanego profilu prędkości metodą tzw. quasi-statyczną. Modele te powstały na podstawie przeprowadzonych badań laboratoryjnych rzeczywistych modułów ogniw akumulatorów niklowo-wodorkowych oraz superkondensatorów. Literatura [1]. Szumanowski A.: Teoria samochodu. Akumulacja energii w pojazdach WKŁ, Warszawa 1984. [2]. Kolmanovsky I., van Nieuwstadt M., Sun J.: Optimization of Complex Powertrain Systems for Fuel Economy and Emissions Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Control Applications Kohala Coast-Island of Hawai, 1999. [3]. Szumanowski A.: Hybrid electric vehicle drives design. Edition based on urban buses Wydawnictwo ITE, Warszawa-Radom 2006. [4]. Szumanowski A., Chang Yuhua, Piórkowski P.: Method of battery adjustment for hybrid drive by modeling and simulation IEEE VPPC, Chicago 2005. [5]. Kelly K. J., Rajagopalan A.; Benchmarking of OEM Hybrid Electric Vehicles at NREL National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado 2001. [6]. Barrade P.: Energy storage and applications with supercapacitors ANAE, 2003. [7]. Johansson P., Andersson B.: Comparison of simulation programs for supercapacitor modelling. Model creation and verification Master of Science Thesis, Chalmers Universitz of Technology, Gothenburg 2008. [8]. Tallner C., Lannetoft S.: Batteries or supercapacitors as energy storage in HEV s? Lund University, Lund 2005. [9]. Zygmanowski M., Grzesik B.: Moduł superkondensatorowy BMOD0350 jako element kondycjonera energii Śląskie Wiadomości Elektryczne, Rok XV I, Nr 6 2009(87). [10]. Fice M.: Zarządzanie rozpływem energii w napędzie hybrydowym, Praca doktorska, Gliwice 2010.