Ин таҳқиқот барои беҳтар кардани идоракунии энергия дар самосвали барқии 25-тонна, ки дорои васеъкунандаи масофаи ҳаракат аз муҳаррики метанолии M100 ва генератор мебошад, стратегияи нави идоракуниро бо суръати гардиши доимӣ ва моменти тағйирёбанда пешниҳод мекунад. Ҳадафи равиш коҳиш додани давраҳои амиқтари заряд–разряди батареяи кашишӣ, ки идоракунии қувваи доимӣ ба вуҷуд меорад, ва тағйироти зуд-зуди суръати гардиши муҳаррики васеъкунандаи масофа дар идоракунии пайгирии қувва мебошад. Системаи пешниҳодшуда талаботи қувваро дар диапазони 70–130 kW бо тағйир додани момент дар се суръати гардиши интихобшудаи муҳаррик пайгирӣ мекунад; 50 kW ва 150 kW ҳамчун нуқтаҳои ҷудогонаи кори доимӣ истифода мешаванд. Дар симулятсияи муштараки AVL Cruise ва MATLAB R2022b/Simulink барои давраи CHTC-D масрафи метанол дар стратегияи қувваи доимӣ 62,89 L/100 km, дар стратегияи пайгирии қувва 64,49 L/100 km ва дар стратегияи пешниҳодшудаи суръати доимӣ–моменти тағйирёбанда 62,53 L/100 km ҳисоб шудааст. Стратегияи пешниҳодшуда дар ин шароити симулятсия камтарин масрафро таъмин кард; аммо натиҷаҳо аз озмоиши роҳии автомобили воқеӣ не, балки аз симулятсияи автомобил, ки бо маълумоти лабораторӣ дастгирӣ шудааст, ба даст омадаанд.

Ғояи асосии муҳандисии таҳқиқот аз он иборат аст, ки барои тағйир додани қувваи васеъкунандаи масофа суръати гардиши муҳаррик пайваста дар диапазони васеъ иваз карда нашавад, балки минтақаҳои муайяни самараноки суръати гардиш истифода шаванд ва дар ҳамон минтақа бо тағйир додани моменти генератор–муҳаррик қувваи зарурӣ истеҳсол гардад. Муҳаққиқон барои 70–90 kW минтақаи кори 1150 r/min, барои 90–110 kW — 1250 r/min ва барои 110–130 kW — 1350 r/min-ро муайян кардаанд. Система ҳамчунин барои ҳадди ақали 50 kW нуқтаи доимии 900 r/min ва барои ҳадди аксари 150 kW нуқтаи доимии 1575 r/min дорад.

Дар давраи CHTC-D пас аз фаъол шудани васеъкунандаи масофа бо стратегияи пешниҳодшуда ҳолати заряди батарея (State of Charge, SOC) тақрибан дар диапазони %55,5–60,1 нигоҳ дошта шуда, дар анҷоми симулятсия %59,8 SOC ба даст омадааст. Мувофиқи ҳисобҳои муҳаққиқон, бо зарфи 300 L метанол масофаи тахминии ҳаракат 480 km мебошад, ки аз 477 km барои идоракунии қувваи доимӣ ва 465 km барои идоракунии пайгирии қувва бештар аст.

Аҳамият барои Туркия: Ин таҳқиқот дар асоси васеъкунандаи масофаи M100-метанолӣ, ки дар Чин таҳия шудааст, давраи озмоишии автомобилҳои вазнини тиҷоратии Чин ва шароити автомобил/сӯзишвории Чин анҷом дода шудааст. Аз ин рӯ, натиҷаҳои 62,53 L/100 km масраф, 480 km масофа ё хароҷоти сӯзишвориро ба самосвали Туркия бевосита интиқол додан мумкин нест. Агар чунин система дар Туркия арзёбӣ шавад, бояд хусусиятҳо ва нархи сӯзишворӣ, меъёрҳои партовҳо ва автомобил, давраҳои вазифавии мошини боркаш, нишебиҳои роҳ, профилҳои бор, хусусиятҳои батарея ва шароити маҳаллии кор аз нав тасдиқ карда шаванд.

Мушкилоти асосии таҳқиқот чист?

Дар самосвалҳои барқии дорои васеъкунандаи масофа муҳаррики дарунсӯз чархҳоро ба таври механикӣ бевосита намегардонад. Васеъкунандаи масофа, ки аз муҳаррик ва генератор иборат аст, неруи барқ истеҳсол мекунад; энергияи истеҳсолшуда ба муҳаррики кашишӣ ё батареяи қувва дода мешавад. Ин меъморӣ ҳангоми зиёд кардани масофаи маҳдуди автомобили вазнини пурра барқӣ ба системаи идоракунии энергия вазифаи муҳим мегузорад: бояд дуруст муайян карда шавад, ки гурӯҳи муҳаррик–генератор кай, бо чӣ қувва ва дар кадом суръати гардиш кор кунад.

Муҳаққиқон ба камбудиҳои гуногуни ду равиши маъмул таваҷҷуҳ кардаанд. Дар идоракунии қувваи доимӣ васеъкунандаи масофа пас аз оғоз ба истеҳсол дар нуқтаи пешакӣ муайяншудаи қувваи самараноки баланд идома медиҳад. Ҳатто агар автомобил дар он лаҳза қувваи камтар талаб кунад, азбаски неруи барқи зиёдатӣ ба батарея фиристода мешавад, амиқии заряд–разряди батарея метавонад зиёд шавад. Дар идоракунии пайгирии қувва васеъкунандаи масофа ба талаботи лаҳзавии қувваи автомобил наздиктар мутобиқ мешавад; аммо барои ин суръати гардиши муҳаррик метавонад дар диапазони 900–1575 r/min зуд-зуд тағйир ёбад.

Равиши сеюми пешниҳодшуда байни ин ду рафтор як созиши муҳандисӣ месозад: суръати гардиши васеъкунандаи масофа дар шумораи маҳдуди нуқтаҳои иқтисодӣ нигоҳ дошта мешавад ва тағйири қувва асосан тавассути тағйири момент амалӣ мегардад.

Васеъкунандаи масофаи M100-метанолӣ чӣ гуна сохта шудааст?

Васеъкунандаи масофа аз муҳаррике иборат аст, ки дар асоси муҳаррики шашсилиндраи қаторӣ бо гази табиӣ барои истифодаи M100 метанол тағйир дода шудааст, ва генератори синхронии магнити доимӣ (Permanent Magnet Synchronous Generator, PMSG).

Қувваи номиналии PMSG 150 kW ва суръати гардиши номиналии он 1500 r/min мебошад. Баромади номиналии генератор 540 V DC ва ҷараёни номиналӣ 270 A дода шудааст. Хунуккунӣ бо системаи гардиши об таъмин мешавад.

Дар тарҳи стенди озмоишии манбаъ, ғайр аз муҳаррик ва генератор, ECU, Motor Control Unit (MCU), бурҷи хунуккунӣ, интеркулер, анализатори қувва ва системаи ҳарорати доимии муҳаррик мавҷуданд. Анализатори қувваи WT1804E барои ҳисоб кардани истеҳсоли неруи барқи васеъкунандаи масофа дар вақти воқеӣ истифода шудааст.

Кори лаборатории васеъкунандаи масофа чиро нишон дод?

Маълумоти характеристикавии васеъкунандаи масофа дар таҳқиқот танҳо аз харитаи назариявӣ гирифта нашудааст; кор равшан мегӯяд, ки натиҷаҳои асосии кор аз таҷрибаҳои лабораторӣ ба даст омадаанд. Дар харитаи ченшудаи универсалии характеристикаҳо суръати гардиши муҳаррик ва момент якҷоя тағйир дода шуда, хатҳои қувваи доимӣ ва минтақаҳои масрафи махсуси метанол муайян шудаанд.

Дар манбаъ гуфта мешавад, ки самаранокии максималии истеҳсоли барқ дар 1950 r/min ба даст омадааст. Дар ин нуқта қувваи баромади генератор 80,07 kW ва қувваи баромади муҳаррик 80,13 kW мебошад. Ҳисоби истифодашуда дар таҳқиқот ба нисбати қувваи истеҳсолкардаи генератор ба қувваи баромади муҳаррик асос ёфтааст.

Системаи қувваи самосвал чӣ гуна сохторбандӣ шудааст?

Автомобили моделӣ самосвали се меҳвар бо тарҳи кашиши 6×4 ва массаи максималии умумии 25.000 kg мебошад. Шассии автомобили аслии сӯзишворӣ нигоҳ дошта шуда, ба ҷойи зарфи сӯзишворӣ зарфи метанол насб гардидааст ва батареяи қувва байни кабина ва кузови самосвал ҷойгир шудааст.

Системаи барқӣ меъмории баландшиддати 540 V дорад. Батареяи кашишӣ аз навъи литий–оҳан–фосфат буда, иқтидори 80 kWh ва қувваи максималии разряди 270 kW дорад. Таносубҳои қуттии AMT-и чорзинагӣ мутаносибан 5,00; 3,05; 1,66 ва 1,00 мебошанд.

Афзалиятҳои асосии стратегияи идоракунии автомобил кадоманд?

Муҳаққиқон идоракунии энергияро, ки ба қоидаҳо асос ёфтааст, бар чор афзалияти асосии муҳандисӣ бунёд кардаанд:

1. Афзалияти ҳаракати пурра барқӣ: То вақте ки талаботи қувваи автомобил ва SOC-и батарея иҷозат медиҳанд, васеъкунандаи масофа хомӯш нигоҳ дошта мешавад.
2. Афзалияти самаранокии ҳароратии васеъкунандаи масофа: Ҳадаф ин аст, ки нуқтаҳои корӣ дар минтақаҳои самараноки ченшуда интихоб шаванд.
3. Барқарорсозии энергия ҳангоми сустшавӣ: То ҳадде ки шароити бехатарӣ иҷозат медиҳад, тормозкунии барқароркунандаи барқӣ пеш аз тормозкунии механикӣ баррасӣ мешавад.
4. Ҳифзи умри батарея: Ҳадҳои SOC ва қувваи васеъкунандаи масофа тавре танзим мешаванд, ки рафтори заряд–разряди батарея маҳдуд гардад.

Стратегияи идоракунии қувваи доимӣ чӣ гуна кор мекунад?

Дар стратегияи қувваи доимӣ вақте SOC-и батарея аз %30 паст мешавад, васеъкунандаи масофа оғоз меёбад. Муҳаррик то 1300 r/min расонда шуда, васеъкунандаи масофа бо қувваи доимии 100 kW кор мекунад. Агар автомобил дар ҳамон лаҳза камтар аз 100 kW талаб кунад, неруи барқи зиёдатӣ батареяро заряд медиҳад; агар қувваи бештар лозим бошад, батарея ва васеъкунандаи масофа якҷоя муҳаррики кашиширо таъмин мекунанд. Вақте SOC-и батарея ба %80 мерасад, васеъкунандаи масофа хомӯш мешавад.

Бартарии ин усул соддагии идоракунӣ ва пешгӯишаванда будани нуқтаи корӣ мебошад. Ҷиҳати танқидшуда дар таҳқиқот ин аст, ки ҳатто вақте талаботи қувваи автомобил паст аст, 100 kW истеҳсол шуда метавонад ва энергияи зиёдатӣ ба батарея интиқол меёбад.

Стратегияи пайгирии қувва чӣ гуна фарқ мекунад?

Дар стратегияи пайгирии қувва васеъкунандаи масофа мувофиқи талаботи қувваи автомобил дар каҷи ченшудаи оптималии масрафи метанол ҳаракат мекунад. Минтақаи корӣ диапазони 50–150 kW қувва, 900–1575 r/min суръати гардиши муҳаррик ва тақрибан 530–930 N·m моментро фаро мегирад.

Ҳадҳои поёнӣ ва болоии SOC-и батарея мутаносибан %55 ва %60 истифода шудаанд. Вақте SOC ба қадри кофӣ баланд аст, автомобил дар режими пурра барқӣ ҳаракат мекунад. Вақте SOC паст мешавад, васеъкунандаи масофа фаъол гардида, нуқтаи корӣ мувофиқи талаботи қувваи автомобил пайваста тағйир меёбад.

Манбаъ мегӯяд, ки ин усул метавонад энергияи барқии аз батарея гузаранда ва амиқии заряд–разряди батареяро коҳиш диҳад; аммо тағйироти зуд-зуди суръати гардиши муҳаррик дар диапазони 900–1575 r/min метавонад ба қисмҳои ҳаракаткунанда, аз ҷумла вали кранк, шатун ва поршен, борҳои пайваста тағйирёбанда диҳад. Ин арзёбии умри механикӣ дар таҳқиқот бо озмоиши дарозмуддати устуворӣ ба таври миқдорӣ тасдиқ нашудааст; он асоси муҳандисии таҳияи стратегияи пешниҳодшуда мебошад.

Навоварии асосии стратегияи суръати доимӣ–моменти тағйирёбанда чист?

Стратегияи пешниҳодшуда мантиқи асосии SOC-и идоракунии пайгирии қувваро нигоҳ дошта, суръати гардиши муҳаррики васеъкунандаи масофаро ба шумораи маҳдуди минтақаҳои корӣ коҳиш медиҳад. Талаботи қувва дар диапазони 70–130 kW бо тағйир додани момент дар се суръати гуногуни гардиши муҳаррик пайгирӣ мешавад.

Дар минтақаҳои 70–90 kW, 90–110 kW ва 110–130 kW тағйири қувва бо тағйир додани момент дар ҳамон минтақаи суръати гардиш амалӣ мешавад. Ҳангоми тағйири минтақаи қувва, васеъкунандаи масофа ба нуқтаи кори ҳамсоя дар 1150, 1250 ё 1350 r/min мегузарад. 50 kW ва 150 kW бошад нуқтаҳои қувваи доимӣ мебошанд.

SOC-и батарея дар мантиқи идоракунӣ чӣ гуна истифода мешавад?

Ҳадҳои SOC-и стратегияи пешниҳодшуда бо стратегияи пайгирии қувва якхелаанд: тақрибан %55 ҳадди поёнӣ ва %60 ҳадди болоӣ. Вақте SOC ба қадри кофӣ баланд аст, ҳаракати пурра барқӣ афзалият дорад. Вақте SOC паст мешавад, васеъкунандаи масофа фаъол карда мешавад. Агар SOC-и батарея аз ҳадди минималӣ ҳам пасттар шавад, муҳаққиқон барои заряди зуд нуқтаи минималии 50 kW-ро гузаронда, васеъкунандаи масофаро бевосита дар минтақаи кори 70–150 kW истифода мебаранд.

Ҳадафи ин равиш нигоҳ доштани батарея дар банди тангтари SOC нисбат ба стратегияи қувваи доимӣ, ки онро дар равзанаи васеи %30–80 давр мезанонад, ва ҳамзамон пешгирӣ аз тағйири васеи суръати гардиш ба андозаи стратегияи пайгирии қувва мебошад.

Энергияи тормоз чӣ гуна барқарор карда мешавад?

Автомобил стратегияи тормозкунии барқароркунанда дорад, ки дар он тормозкунии механикӣ ва барқӣ метавонанд якҷоя истифода шаванд. Тақсимоти қувваи тормоз дар меҳварҳои пеш, миёна ва ақиб дар системаи тормози механикӣ 4:3:3 муайян шудааст.

Вақте талаботи қувваи автомобил манфӣ аст ва ронанда газ намедиҳад, барқарорсозии энергия метавонад оғоз шавад. Аммо агар кушодашавии педали тормоз аз %80 зиёд бошад, ҳолат ҳамчун тормозкунии фаврӣ қабул шуда, барои таъмин кардани масофаи бехатари тормоз муфта кушода мешавад ва тормозкунии механикӣ афзалият мегирад. Ҳамчунин агар SOC-и батарея аз %80 боло бошад, барои коҳиш додани хатари аз ҳад зиёд заряд шудан танҳо тормозкунии механикӣ истифода мешавад.

Давраи озмоишии CHTC-D чӣ гуна истифода шудааст?

Муқоисаи се стратегияи идоракунии энергия дар давраи China Heavy-duty Commercial Vehicle Test Cycle-Dynamic (CHTC-D) анҷом дода шудааст. Дар таҳқиқот давомнокии як давра 1300 s, масофа 8,37 km, суръати максималӣ 71,4 km/h ва суръати миёна 23,19 km/h дода шудааст.

Дар симулятсияи кори пурра барқӣ барои автомобили бе бор масофаи 51,6 km ва масрафи энергия 0,96 kWh/km; барои автомобили пурбор масофаи пурра барқии 44,4 km ва масрафи 1,09 kWh/km ҳисоб шудааст.

Оё ҳадафҳои кори автомобил иҷро шуданд?

Дар симулятсияи AVL Cruise суръати максималии самосвали бе бор 92,63 km/h ва вақти суръатгирии 0–50 km/h 7,73 s ҳисоб шудааст. Дар ҳолати пурбор суръати максималӣ 92,59 km/h ва вақти суръатгирии 0–50 km/h 13,17 s мебошад. Нишебии максималии баромади автомобили пурбор дар фишанги якум %45,92 ҳисоб шудааст.

Ҳадафи тарҳрезии таҳқиқот барои суръати максималии бе бор 90 km/h, барои суръатгирии 0–50 km/h бе бор 8,0 s ва барои нишебии максималии пурбор %45 мебошад. Муҳаққиқон мегӯянд, ки хатои байни қиматҳои тарҳрезӣ ва симулятсия аз %5 кам аст.

Таҳқиқот чиро дастгирӣ мекунад?

• Дастгирӣ мекунад, ки идоракунии қувваро бо минтақаҳои маҳдуди суръати гардиш, ки аз характеристикаҳои ченшудаи васеъкунандаи масофаи M100-метанолӣ интихоб шудаанд, метавон ташкил дод.
• Нишон медиҳад, ки дар симулятсияи муштараки AVL Cruise ва MATLAB/Simulink стратегияи суръати доимӣ–моменти тағйирёбанда дар байни се стратегияи баррасишуда камтарин масрафи метанолро додааст.
• Нишон медиҳад, ки стратегияи пешниҳодшуда ҳангоми кори васеъкунандаи масофа SOC-и батареяро тақрибан дар банди %55–60 нигоҳ дошта метавонад.
• Нишон медиҳад, ки нисбат ба идоракунии пайгирии қувва нуқтаҳои суръати гардиши истифодашуда барои васеъкунандаи масофа метавонанд бо 900/1150/1250/1350/1575 r/min маҳдуд карда шаванд.
• Нишон медиҳад, ки автомобили моделӣ дар симулятсия талаботи тарҳрезии суръати максималӣ, суръатгирӣ ва қобилияти баромадан ба нишебиро иҷро мекунад.

Таҳқиқот чиро исбот намекунад?

• Нишон намедиҳад, ки масрафи 62,53 L/100 km дар озмоиши роҳии самосвали воқеӣ ба даст омадааст.
• Чанд сол ё чанд давра дароз шудани умри батареяро бо стратегияи пешниҳодшуда чен намекунад.
• Таъсири миқдории кори васеъкунандаи масофа дар нуқтаҳои маҳдуди суръати гардиш ба умри механикии муҳаррикро бо озмоиши устуворӣ тасдиқ намекунад.
• Нишон намедиҳад, ки масофаи тахминии 480 km барои ҳар гуна бор, нишебии роҳ, ҳарорати муҳит ва давраи вазифавӣ дуруст аст.
• Нишон намедиҳад, ки таносуби хароҷоти метанол–дизел дар Чинро метавон ба кишварҳои дигар ё давраҳои дигар бевосита татбиқ кард.
• Бо ченкунии партовҳо дар роҳи воқеӣ нишон намедиҳад, ки партовҳои автомобили воқеӣ байни се стратегия чӣ гуна тағйир меёбанд.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Сохтори моделсозӣ ва симулятсияи муштарак

Дар таҳқиқот системаи механикӣ ва барқии интиқоли қувваи самосвал дар муҳити AVL Cruise сохта шудааст. Алгоритмҳои идоракунии энергия дар MATLAB R2022b/Simulink таҳия шуда, ҳолатҳои кор ва қарорҳои фурӯзон–хомӯш бо блокҳои Stateflow амалӣ шудаанд. Ҳамин тавр, модели автомобил ва модели идоракунӣ дар симулятсияи муштарак ба ҳам пайваст шудаанд.

Дар тарафи AVL Cruise муҳаррики M100-метанолӣ, PMSG, батареяи литий–оҳан–фосфат, муҳаррики кашишӣ, муфта, AMT-и чорзинагӣ, қуттии тақсимкунанда, фишангҳои ниҳоӣ, дифференсиалҳо, чархҳо ва системаи тормоз моделсозӣ шудаанд. Тарафи Simulink бошад SOC, талаботи қувваи автомобил, ҳадҳои минималӣ/максималии қувваи васеъкунандаи масофа ва қарорҳои ҳолати кори мувофиқро тавлид кардааст.

Танзимоти асосии се стратегияи идоракунӣ

Стратегияи қувваи доимӣ дар 18 давраи CHTC-D

Барои мошини боркаши пурбор симулятсия то 18 давраи CHTC-D, яъне дар маҷмӯъ то 150,66 km, дароз карда шудааст. SOC-и ибтидоӣ %80 мебошад. Дар стратегияи қувваи доимӣ вақте SOC аз %30 паст шудааст, васеъкунандаи масофа бо 100 kW ва 1300 r/min ба кор оғоз кардааст.

Дар давоми симулятсия васеъкунандаи масофа се бор фаъол шуда, SOC-и батарея дар диапазони %30–80 нигоҳ дошта шудааст. Дар анҷоми симулятсия SOC боз %80 шуда, дар маҷмӯъ 93,81 L метанол масраф шудааст.

Стратегияи пайгирии қувва дар 18 давраи CHTC-D

Дар стратегияи пайгирии қувва вақте SOC-и батарея аз %60 паст шудааст, васеъкунандаи масофа ба кор оғоз карда, вобаста ба талаботи автомобил дар диапазони 50–150 kW ва 900–1575 r/min кор кардааст. Пас аз фаъол шудани васеъкунандаи масофа SOC-и батарея тақрибан дар диапазони %55,4–61,1 нигоҳ дошта шудааст.

Дар анҷоми симулятсияи 150,66 km SOC-и батарея %59,9 ва масрафи умумии метанол 95,22 L гузориш шудааст.

Стратегияи суръати доимӣ–моменти тағйирёбанда дар 18 давраи CHTC-D

Дар стратегияи пешниҳодшуда васеъкунандаи масофа боз вақте SOC аз %60 паст шудааст, фаъол гардидааст. Қувваи баромад дар диапазони 50–150 kW аст; талаботи 70–130 kW бо тағйир додани момент дар минтақаҳои 1150, 1250 ва 1350 r/min пайгирӣ мешавад.

Пас аз фаъол шудани васеъкунандаи масофа SOC тақрибан дар диапазони %55,5–60,1 мондааст; дар анҷоми симулятсия %59,8 SOC ва дар маҷмӯъ 92,32 L метанол масраф шудааст. Дар ҳамон симулятсияи 150,66 km ин масраф аз ду стратегияи дигар камтар аст.

Талаботи қувва дар як давраи CHTC-D

Дар як давраи CHTC-D суръати миёнаи автомобил 23,19 km/h, талаботи максималии умумии қувва 260,23 kW ва талаботи миёнаи қувва 28,16 kW дода шудааст. Қувваи максималии васеъкунандаи масофа 150 kW мебошад.

Дар стратегияи пайгирии қувва қувваи миёнаи баромади васеъкунандаи масофа дар давра 24,71 kW ва дар стратегияи суръати доимӣ–моменти тағйирёбанда 24,52 kW ҳисоб шудааст.

Муқоисаи ниҳоии иқтисоди сӯзишвории се стратегия

Дар симулятсияи CHTC-D стратегияи пешниҳодшудаи суръати доимӣ–моменти тағйирёбанда масрафи метанолро нисбат ба стратегияи қувваи доимӣ %0,57 ва нисбат ба стратегияи пайгирии қувва %3,04 коҳиш додааст. Ин натиҷа барои стратегияҳои идоракунӣ, модели автомобил ва давраи CHTC-D дар доираи ҳамин таҳқиқот эътибор дорад.

Эквиваленти метанолии масрафи энергия чӣ гуна ҳисоб шудааст?

Муҳаққиқон барои табдил додани энергияи барқии масрафшуда аз батарея ба масрафи эквивалентии метанол аз муносибати зерин истифода кардаанд:

\[ FC_m = \frac{3.6\times10^{5}} {q_m\rho_m S} \left( E_{b0}+\frac{E_{b1}}{\eta_A} \right) \]

Дар ин ҷо \(FC_m\) масрафи эквивалентии метанолро (L/100 km), \(q_m\) арзиши гармии метанолро, \(\rho_m\) зичии метанолро, \(S\) масофаи ҳаракатро, \(E_{b0}\) энергияи дар ҳаракати пурра барқӣ то фаъол шудани васеъкунандаи масофа масрафшударо, \(E_{b1}\) энергияи барқии пас аз бори аввал фаъол шудани васеъкунандаи масофа масрафшударо ва \(\eta_A\) самаранокии миёнаи ҳароратии васеъкунандаи масофаро ифода мекунад.

Дар таҳқиқот арзиши поёнии гармии метанол 21.570 kJ/kg, зичии он дар 20 °C — 0,79 kg/L ва самаранокии миёнаи ҳароратии васеъкунандаи масофа %36 истифода шудааст.

Барои масрафи эквивалентии дизел дар манбаъ формулаи зерин дода шудааст:

\[ FC_d = \frac{q_m\rho_m\eta_A} {q_d\rho_d\eta_d} FC_m \]

Дар формула барои метанол ва дизел зериндексҳои ҷудогонаи \(m\) ва \(d\) истифода шудаанд. Бо вуҷуди ин, дар матни манбаъ дар баъзе таърифҳои аломатҳо, ки фавран пас аз ин муодила меоянд, номутобиқати таҳрирӣ оид ба зериндексҳои метанол/дизел мавҷуд аст; бинобар ин сохтори рамзии формула дар ин ҷо нигоҳ дошта шуда, ислоҳе, ки дар манбаъ нест, ворид нашудааст.

Ҳадди бартарии иқтисоди сӯзишворӣ чист?

Таҳқиқот бо истифода аз нархҳои муайяни сӯзишворӣ дар Чин ҳисоб мекунад, ки хароҷоти сӯзишвории мошини боркаши M100-метанолии дорои васеъкунандаи масофа метавонад тақрибан %60 хароҷоти мошини боркаши шабеҳи дизелии дорои васеъкунандаи масофа бошад. Ин натиҷа бевосита аз нархи сӯзишворӣ вобаста буда, муқоисаи иқтисодии минтақа ва давраи анҷоми таҳқиқот мебошад. Дар кишварҳои дигар ё давраҳои дигари нархи сӯзишворӣ ҳамин фоизро интизор шудан мумкин нест.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

• Харитаи характеристикаи васеъкунандаи масофа ба ченкуниҳои лабораторӣ асос ёфтааст.
• Параметрҳои автомобил, муҳаррик–генератор ва батарея ба таври равшан гузориш шудаанд.
• Се стратегияи гуногуни идоракунии энергия дар як автомобил ва як давра муқоиса шудаанд.
• Қарорҳои идоракунӣ, ҳадҳои SOC, минтақаҳои қувва ва нуқтаҳои суръати гардиш равшан муайян шудаанд.
• Кори қуввагии автомобил ва иқтисоди энергия ҷудогона арзёбӣ шудаанд.
• Асоси стратегияи пешниҳодшуда на танҳо аз ҷиҳати масрафи сӯзишворӣ, балки аз ҷиҳати рафтори SOC ва тағйири суръати гардиши васеъкунандаи масофа низ пешниҳод шудааст.

Маҳдудиятҳои асосӣ

• Натиҷаҳои ниҳоии иқтисоди сӯзишвории стратегияи пешниҳодшудаи идоракунӣ ба симулятсияи автомобил асос ёфтаанд.
• Стратегияи идоракунӣ дар автомобили воқеӣ ҳанӯз тасдиқ нашудааст.
• Бартарии умри батарея бо озмоиши дарозмуддати даврӣ ба таври миқдорӣ чен нашудааст.
• Даъво дар бораи устувории механикии васеъкунандаи масофа бо озмоиши дарозмуддати устувории муҳаррик тасдиқ нашудааст.
• CHTC-D давраи кори автомобилҳои вазнини тиҷоратии Чин аст; дар давраҳои дигари вазифавӣ натиҷа метавонад тағйир ёбад.
• Муқоисаи хароҷоти сӯзишворӣ ба нархҳои минтақавии сӯзишвории дар таҳқиқот истифодашуда вобаста аст.
• Дар таҳқиқот ҳамчун кори оянда зикр шудааст, ки минтақаҳои пешниҳодшудаи қувва/суръати гардиш бояд алоҳида оптимизатсия ва таҳлили ҳассосият шаванд.

Эзоҳи манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: A Constant-Speed and Variable-Torque Control Strategy for M100 Methanol Range-Extended Electric Dump Trucks

Муаллифон: Jian Zhang; Yanbo Dai; Xiqing Zhang; Wei Zhao; Yong Shu.

Тартиби муаллифон: Тартиби манбаъ айнан нигоҳ дошта шудааст.

Саҳми баробар/муаллифи якуми баробар: Дар манбаъ изҳороти саҳми баробар ё муаллифии якуми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифони масъул: Jian Zhang ва Xiqing Zhang.

Муассисаҳо:

1. School of Vehicle and Transportation Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan, China.
2. CNPC Jichai Power Company Limited, Jinan, China.
3. School of Mechanical Engineering, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan, China.

Маҷалла: Vehicles.

Ношир: MDPI.

Ҷилд / шумора / рақами мақола: 7 / 4 / 141.

DOI: 10.3390/vehicles7040141

Санаи пешниҳод: 9 октябри 2025.

Санаи бознигарӣ: 24 ноябри 2025.

Санаи қабул: 24 ноябри 2025.

Санаи нашр: 28 ноябри 2025.

Навъи манбаъ ва тақриз: Мақолаи таҳқиқотии тақризшуда. Vehicles маҷаллаи илмии тақризшавандаи дастрасии кушода мебошад.

Пайванди расмии нашр:https://www.mdpi.com/2624-8921/7/4/141

Пайванди DOI:https://doi.org/10.3390/vehicles7040141

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0). Мақола дастрасии кушода дорад.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот аз ҷониби Science and Technology Innovation Plan of Colleges and Universities of Shanxi Province of China (2024L232), Excellent Doctoral Award Fund for Working in Shanxi (20242037), Doctoral Startup Foundation of Taiyuan University of Science and Technology (20232113), Billion-Yuan Project for Higher Education in Shanxi Province (20242083), Shanxi Engineering Research Center of Internal Combustion Engine Power Technology ва Advanced Technology Innovation Center of Zero Carbon Power Special Vehicle дастгирӣ шудааст.

Дастрасии маълумот: Муаллифон гуфтаанд, ки маълумоти хом, ки натиҷаҳоро дастгирӣ мекунад, бо дархост пешниҳод мешавад.

Бархӯрди манфиатҳо: Гузориш шудааст, ки Yanbo Dai корманди CNPC Jichai Power Company Limited мебошад. Муаллифон изҳор кардаанд, ки манфиати молиявии рақобатӣ ё робитаи шахсии маълум, ки метавонад ба таҳқиқот таъсир расонад, вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Тартибдиҳии маълумот Y.D.; тарҳи аввал J.Z. ва W.Z.; бозбинӣ ва таҳрир X.Z.; ҷалби маблағгузорӣ Y.S. анҷом додааст.

Ҳадди методологии манбаъ: Харитаи асосии кори васеъкунандаи масофаи M100-метанолӣ ва баъзе қиматҳои корӣ аз озмоишҳои лабораторӣ гирифта шудаанд. Муқоисаи CHTC-D-и системаи қувваи автомобил ва се стратегияи идоракунии энергия ба симулятсияи муштараки AVL Cruise ва MATLAB R2022b/Simulink асос ёфтааст. Аз ин рӯ, натиҷаҳои масрафи сӯзишворӣ ва масофаи ҳаракати стратегияи идоракунӣ набояд ҳамчун озмоиши роҳии автомобили воқеӣ тафсир шаванд.

Кори оянда: Муҳаққиқон ният доранд диапазонҳои қувва ва се суръати гардиши доимии кориро ҳамчун тағйирёбандаҳои оптимизатсия баррасӣ кунанд, таҳлили ҳассосият анҷом диҳанд, озмоишҳои start-stop ва қувваи тағйирёбандаи васеъкунандаи масофаро иҷро намоянд ва сипас барои озмоишҳои автомобили воқеӣ замина фароҳам оваранд.

Номутобиқатҳои муҳими дохили манбаъ

• Таҳқиқот минтақаи иқтисодӣ ва самараноки стратегияи суръати доимӣ–моменти тағйирёбандаро бо шарти «масрафи метанол <462 g/kWh» муайян мекунад. Аммо дар Ҷадвали 8 барои 1150 r/min ва минтақаи қувваи пасти 70–90 kW диапазони 462,08–477,20 g/kWh дода шудааст. Аз ин рӯ, ин қисми ҷадвал ба ҳадди зикршудаи 462 g/kWh пурра мувофиқат намекунад.
• Дар баъзе ҷумлаҳои Бахши 4.5 идоракунии пешниҳодшуда «fixed torque control strategy» номида мешавад; аммо унвони таҳқиқот, Бахши 3.5, Расмҳои 14–17 ва мантиқи асосии идоракунӣ стратегияи суръати доимӣ–моменти тағйирёбандаро тавсиф мекунанд. Ин фарқи истилоҳотӣ хомӯшона ислоҳ нашудааст.
• Дар формулаи Муодилаи (2) барои масрафи эквивалентии дизел тағйирёбандаҳои метанол ва дизел бо зериндексҳои \(m\) ва \(d\) ҷудо шудаанд, аммо дар шарҳи матнии фавран баъд аз муодила баъзе номҳои тағйирёбандаҳо ва таърифҳои сӯзишворӣ бо ҳам мувофиқат намекунанд. Формула айнан нигоҳ дошта шуда, муодилаи ислоҳшудае, ки дар манбаъ вуҷуд надорад, сохта нашудааст.

Эзоҳи мазмуни илмӣ: Қиматҳои таҷрибавӣ, натиҷаҳои симулятсия, муқоисаҳои ададӣ, ҳадҳои идоракунӣ ва хулосаҳои илмии ин мақолаи Verianla ба таҳқиқоти манбаи баррасишуда асос ёфтаанд. Санҷиши библиографии беруна танҳо барои тасдиқи шахсияти таҳқиқот ва вазъи нашр истифода шудааст; ба мазмуни асосии илмӣ бозёфти беруна илова нашудааст.

Эзоҳи Verianla Live: Қиматҳои 62,89; 64,49 ва 62,53 L/100 km, ки дар ҷузъҳои Live истифода шудаанд, аз Ҷадвали 10-и таҳқиқоти манбаъ ва минтақаҳои қувва/суръати гардиш аз Ҷадвали 8 ва Бахши 3.5 гирифта шудаанд. Маълумоти миёнаравӣ, интерполятсия ё нуқтаи корие, ки дар манбаъ нест, сохта нашудааст. Ҷадвалҳои намоён ҳамчун source-of-truth-и илмӣ нигоҳ дошта мешаванд.