МЕТОД ОБҐРУНТУВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЄМНОСТІ ТЯГОВОЇ АКУМУЛЯТОРНОЇ БАТАРЕЇ ДЛЯ ВІДОМИХ УМОВ РУХУ МАРШРУТОМ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2026.3.11Ключові слова:
транспортний засіб, тролейбус, автономний хід, маршрут, енергоносій, батарея, витрата енергоносіяАнотація
Стаття належить до галузі автотранспортної інженерії та присвячена актуальній проблемі розвитку міського електричного транспорту, зокрема тролейбусів з автономним ходом. У роботі розглядається питання обґрунтування енергетичної ємності тягової акумуляторної батареї, необхідної для забезпечення руху тролейбуса з автономним ходом на ділянках маршруту без контактної мережі. Актуальність дослідження зумовлена переходом до екологічно чистого транспорту та необхідністю заміни традиційних автобусів електричними аналогами.
На підставі аналізу існуючих підходів до визначення ємності батарей, що переважно базуються на усереднених статистичних даних та не враховують реальні умови конкретного маршруту, запропоновано новий метод, який дозволяє врахувати ключові експлуатаційні фактори: довжину ділянки автономного ходу, кількість зупинок, швидкість руху, ухили дороги та рівень завантаження тролейбуса пасажирами.
Метод базується на математичному моделюванні витрат енергії під час руху, де враховано енергію на розгін машини, подолання опору руху, забезпечення роботи допоміжних систем і комфорту пасажирів, а також втрати та часткове відновлення енергії завдяки рекуперації. Це дозволяє більш точно оцінити загальне енергоспоживання на маршруті та визначити необхідну ємність акумуляторної батареї.
Отримані результати мають як теоретичне, так і практичне значення. Метод може бути застосований експлуатаційними підприємствами під час розроблення тендерної документації на придбання нових тролейбусів з функцією автономного ходу. Метод також може бути застосований підприємствами – виробниками тролейбусів під час обґрунтування максимальної довжини автономного ходу, який забезпечує тягова акумуляторна батарея, що нею обладнаний тролейбус.
Посилання
Про деякі питання використання транспортних засобів, оснащених електричними двигунами, та внесення змін до деяких законів України щодо подолання паливної залежності і розвитку електрозарядної інфраструктури та електричних транспортних засобів : Закон України від 24 лютого 2023 р. № 2956-IX / Верховна Рада України. URL : https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2956-20/#Text.
Lajunen, A., Kivekaes, K., Baldi, F., Vepsae-Laeinen, J. & Tammi, K. (2018). Different Approaches to Improve Energy Consumption of BatteryElectricBuses. IEEE Vehicle Powerand Propulsion Conference (VPPC). 1-6. DOI : https://doi.org/10.1109/VPPC.2018.8605024.
Kivekäs, K., Lajunen, A., Baldi, F., Vepsäläinen, J. & Tammi, K. (2019). Reducing the Energy Consumption of Electric Buses With Design Choices and Predictive Driving. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 11409-11419. DOI: https://doi.org/10.1109/TVT.2019.2936772.
Houbbadi, A., Trigui, R., Pelissier, S., Redondo-Iglesias, E. & Bouton, T. (2019). Optimal Scheduling to Manage an Electric Bus Fleet Overnight Charging. Energies, 12(14), 2727. DOI : https://doi.org/10.3390/en12142727.
Wang, J., Kang, L. & Yongzhong, L. (2020). Optimal scheduling for electric bus fleets based on dynamic programming approach by considering battery capacity fade. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 130, September 2020. DOI : https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.109978.
Torabi, S., Bellone M. & Wahde M. (2020). Energy minimization for an electric bus using a genetic algorithm. European Transport Research Review. Vol. 12, article 2. DOI : https://doi.org/10.1186/s12544-019-0393-1.
Hatem, A. & Moataz M. (2021). A Prediction Model for Battery Electric Bus Energy Consumption in Transit. Energies, 14(10), 2824. DOI: https://doi.org/10.3390/en14102824.
Проценко В.О. Перспективи удосконалення пасажирського сполучення в місті Херсоні застосуванням тролейбусів з автономним ходом. Вісник Херсонського національного технічного університету. Серія «Інженерні науки». 2025. № 2(93). Том 1. C. 191-201. DOI : https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.2.1.26.
Zhu Chao, Chen Xiaohong (2013). Optimizing Battery Electric Bus Transit Vehicle Scheduling with Battery Exchanging: Model and Case Study. 13th COTA International Conference of Transportation Professionals (CICTP 2013). DOI : https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2013.08.306.
Houbbadi, A., Trigui R., Pelissier S., Bouton T. & Eduardo R.-I. (2017). Multi-Objective Optimisation of the Management of Electric Bus Fleet Charging. DOI : https://doi.org/10.1109/VPPC.2017.8331015.
Yusheng Wang, Yongxi Huang, Jiuping Xu, Nicole Barclay (2017). Optimal recharging scheduling for urban electric buses: A case study in Davis. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review. Volume 100, April 2017, 115-132. DOI : https://doi.org/10.1016/j.tre.2017.01.001.
Borén, S. (2020). Electric buses’ sustainability effects, noise, energy use, and costs. International Journal of Sustainable Transportation. Vol. 14 (2020) – Issue 12. 956-971. DOI : https://doi.org/10.1080/15568318.2019.1666324.
Hnatov A., Arhun, Shch., Ponikarovska, S. (2022). Energy saving technologies for urban bus transport. International Journal of Automotive and Mechanical Engineering. No.14(4). 4649-4664. DOI : https://doi.org/10.15282/ijame.14.4.2017.5.0366.
Андрусенко С.І., Будниченко В.Б., Подпіснов В.С. Математична модель енергетичної ємності тягової акумуляторної батареї. Вісник Національного транспортного університету. Серія «Технічні науки». Науково-технічний збірник. Київ : НТУ, 2021. Вип. 3 (50). С. 3-10. DOI: https://doi.org/10.33744/2308-6645-2021-3-50-003-010.
Андрусенко С.І., Будниченко В.Б., Бугайчук О.С., Подпіснов В.С. Обґрунтування доцільності використання накопичувачів енергії в електромережах міського транспорту та домогосподарств. Вісник Національного транспортного університету. Серія «Технічні науки». Науково-технічний збірник. 2020. Вип. 1 (46). С. 3-13. DOI : doi.org/10.33744/2308-6645-2020-1-46-003-013.
Андрусенко С.І., Будниченко В.Б., Подпіснов В.С. Розробка методики визначення експлуатаційних витрат автобусів та тролейбусів з різними видами силових установок. Науково-виробничий журнал «Автошляховик України» (Автомобільний транспорт). 2022. № 2 (270)'2022. С. 15-25. DOI : doi.org/10.33868/0365-8392-2022-2-270-15-25.
ДСТУ ISO 2602:2006. Подавання результатів випробування статистичне. Оцінювання середнього значення. Довірчий інтервал (ІSO 2602:1980, ІDT). [Чинний від 2007-10-01]. Київ : УкрНДНЦ, 2009. 6 с.
Правила ЄЕК ООН № 107-09 Єдині технічні приписи щодо офіційного затвердження колісних транспортних засобів категорій М2 і М3 стосовно їхньої загальної конструкції. URL : https://unece.org/transport/documents/2024/05/standards/addendum-106-un-regulation-no-107-revision-9.
ТУ У 27.2-36476580-007:2023 Батарея тягова акумуляторна літій-іонна, типу ТБЕТЗ. Технічні умови. [Чинні від 2024-01-01]. Бровари : ТОВ «ПОЛІТЕХНОСЕРВІС», 2023. 21 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
