Вплив інтенсивності гальмування на ефективність рекуперації енергії в електромобілях.
Автор: Петров Антон Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: На основі проведеного моделювання впливу інтенсивності гальмування на ефективність рекуперації енергії електромобіля Nissan Leaf EM57 у середовищі Matlab Simulink, отримані результати дозволяють сформувати такі узагальнені висновки: - інтенсивність гальмування суттєво впливає на режими електромагнітного моменту PMSM, величину зворотного струму та рівень відновленої енергії. У моделі було реалізовано кілька профілів гальмівного моменту, що охоплювали широкий діапазон значень ? від помірних до інтенсивних від’ємних моментів. Підвищення за модулем гальмівного моменту призводило до збільшення генерованого струму та більших негативних значень потужності на клемах АКБ, що свідчить про активніший процес рекуперації; - поведінка кутової швидкості ротора безпосередньо визначає характер енергетичних процесів у системі. Заданий профіль швидкості формував чергування перехідних, сталих та гальмівних режимів, що дозволило дослідити рекуперацію в типових експлуатаційних сценаріях. Швидкі зміни швидкості супроводжувалися імпульсними змінами моменту і відповідно струму АКБ, що підтверджує адекватність реалізованого контуру керування; - струм тягової АКБ у всіх сценаріях змінювався у широких межах, демонструючи чітку залежність від режимів роботи двигуна. У тягових режимах фіксувалися додатні значення струму, тоді як у рекуперативних ? значення ставали від’ємними. Діапазон змін струму залежав від величини прикладеного гальмівного моменту та становив від +15…+140 А у тязі до -20…-130 А у рекуперативних режимах. Це підтверджує, що змінюючи інтенсивність гальмування, можна керувати рівнем енергоповернення в АКБ; - напруга тягової АКБ залишалася практично сталою, що відповідає фізичним характеристикам HV-системи електромобіля. Коливання напруги в межах 1-3 В свідчили про коректну роботу моделі батареї та її внутрішнього опору. Незначні підвищення напруги в моменти рекуперації підтверджують реалістичність симуляційних результатів; - потужність на клемах АКБ чітко відображала енергетичні переходи між режимами тяги та рекуперації. Додатні значення потужності (до +45 кВт) відповідали розряджанню батареї у тягових режимах, тоді як від’ємні значення (до -48 кВт) ? поверненню енергії у процесі рекуперативного гальмування. Чіткий збіг фаз зміни потужності та струму підтверджує узгодженість та вірогідність моделі; - стан заряду батареї (SOC) змінювався у дуже вузькому діапазоні (0,01-0,03 %), що пояснюється великою ємністю АКБ та малою тривалістю часу моделювання. Незважаючи на невелику абсолютну зміну SOC, напрямок його динаміки повністю відповідав теоретичним очікуванням: SOC зменшувався у тягових ділянках і зростав у моменти рекуперації. Таким чином, модель коректно відображає накопичення енергії навіть при короткочасних рекуперативних імпульсах. Результати моделювання підтверджують, що оптимальний рівень рекуперації залежить від поєднання двох параметрів ? величини від’ємного гальмівного моменту та профілю зміни швидкості. Інтенсивні режими гальмування дають більший енергетичний зиск, проте супроводжуються значними електромагнітними навантаженнями. Натомість помірні ступінчасті режими забезпечують стабільне, але менше за обсягом відновлення енергії. Проведене моделювання доводить, що інтенсивність гальмування є критичним параметром, який визначає ефективність рекуперації енергії в електромобілях. Кероване формування гальмівного моменту дозволяє оптимізувати процес відновлення енергії, забезпечуючи баланс між динамікою руху та енергетичною доцільністю.