ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ У РОЗВИТКУ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ НАСТУПНОГО ПОКОЛІННЯ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.3.17Ключові слова:
гібридні технології, інновації у силових агрегатах, енергоефективність, електричні транспортні засоби, інтеграція систем.Анотація
В умовах стрімкого розвитку електромобільної індустрії, дослідження електромеханічних систем у складі електроприводів наступного покоління набуває особливої актуальності. Це зумовлено необхідністю підвищення енергоефективності, зниження витрат та покращення надійності транспортних засобів. У статті розглянуто роль інноваційних матеріалів, передових методів проектування та алгоритмів керування у створенні високоефективних і надійних електроприводів. Зокрема, проаналізовано вплив наноматеріалів, таких як графен і вуглецеві нанотрубки, на зниження ваги та підвищення тепловіддачі моторів, що сприяє збільшенню їхньої ефективності та дальності ходу. Впровадження адитивного виробництва та цифрових двійників дозволяє прискорити прототипування та оптимізацію компонентів електроприводів. Адаптивні алгоритми керування забезпечують оптимальну роботу системи в реальному часі, що підвищує її загальну ефективність та надійність. Методи дослідження включали аналіз сучасних матеріалів і технологій, створення прототипів із використанням адитивного виробництва, а також впровадження алгоритмів прогнозування та адаптивного керування. Отримані результати демонструють значні покращення у продуктивності електроприводів завдяки використанню інноваційних матеріалів та новітніх технологій проектування. Висновки підтверджують, що для забезпечення сталого розвитку електромобільної індустрії критично важливим є застосування новітніх матеріалів та адаптивних алгоритмів керування. Подальші перспективи досліджень спрямовані на вдосконалення матеріалів і технологій з метою підвищення масштабованості та зниження витрат на виробництво електроприводів, що дозволить зробити їх доступнішими та ефективнішими.
Посилання
Review and Development of Electric Motor Systems and Electric Powertrains for New Energy Vehicles / W. Cai et al. Automotive Innovation. 2021. Vol. 4, no. 1. P. 3–22. URL: https://doi.org/10.1007/s42154-021-00139-z (date of access: 28.08.2024).
Benzaquen J., He J., Mirafzal B. Toward more electric powertrains in aircraft: technical challenges and advancements. CES Transactions on Electrical Machines and Systems. 2021. Vol. 5, no. 3. P. 177–193. URL: https://doi.org/10.30941/CESTEMS.2021.00022 (date of access: 28.08.2024).
Powertrain Design and Control in Electrified Vehicles: A Critical Review / X. Hu et al. IEEE Transactions on Transportation Electrification. 2021. Vol. 7, no. 3. P. 1990–2009. URL: https://doi.org/10.1109/tte.2021.3056432 (date of access: 28.08.2024).
Multiphase Motors and Drive Systems for Electric Vehicle Powertrains: State of the Art Analysis and Future Trends / M. A. Frikha et al. Energies. 2023. Vol. 16, no. 2. P. 768. URL: https://doi.org/10.3390/en16020768 (date of access: 28.08.2024).
Architectures of Planetary Hybrid Powertrain System: Review, Classification and Comparison / L. Wang et al. Energies. 2020. Vol. 13, no. 2. P. 329. URL: https://doi.org/10.3390/en13020329 (date of access: 28.08.2024).
Evolving Electric Mobility: In-Depth Analysis of Integrated Electronic Control Unit Development in Electric Vehicles / S. S. A. Naqvi et al. IEEE Access. 2024. P. 1. URL: https://doi.org/10.1109/access.2024.3356598 (date of access: 28.08.2024).
The impact of disruptive powertrain technologies on energy consumption and carbon dioxide emissions from heavy-duty vehicles / A. Smallbone et al. Energy Conversion and Management: X. 2020. Vol. 6. P. 100030. URL: https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2020.100030 (date of access: 28.08.2024).
Automotive Electric Propulsion Systems: A Technology Outlook / B. Fahimi et al. IEEE Transactions on Transportation Electrification. 2023. P. 1. URL: https://doi.org/10.1109/tte.2023.3321707 (date of access: 28.08.2024).
Hua X., Thomas A., Shultis K. Recent progress in battery electric vehicle noise, vibration, and harshness. Science Progress. 2021. Vol. 104, no. 1. P. 003685042110052. URL: https://doi.org/10.1177/00368504211005224 (date of access: 28.08.2024).
Reliability of Power Electronic Systems for EV/HEV Applications / F. Blaabjerg et al. Proceedings of the IEEE. 2020. P. 1–17. URL: https://doi.org/10.1109/jproc.2020.3031041 (date of access: 28.08.2024).
Medium and Heavy Duty Vehicle Electrification: Trends and Technologies / A. Hasnain et al. IEEE Transactions on Transportation Electrification. 2024. P. 1. URL: https://doi.org/10.1109/tte.2024.3444692 (date of access: 28.08.2024).
Ramanath A. Automotive applications of power electronics. Handbook of Power Electronics in Autonomous and Electric Vehicles. Academic Press. 2024. P. 193–210. URL: https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99545-0.00015-4
Song Z., Chunhua L. Energy efficient design and implementation of electric machines in air transport propulsion system. Applied Energy. 2022. No. 322. P. 119472. URL: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2022.119472
Thermal Management of Electrified Propulsion System for Low-Carbon Vehicles / B. Li et al. Automotive Innovation. 2020. Vol. 3, no. 4. P. 299–316. URL: https://doi.org/10.1007/s42154-020-00124-y (date of access: 28.08.2024).
Power Electronic Converters in Electric Aircraft: Current Status, Challenges, and Emerging Technologies / L. Dorn-Gomba et al. IEEE Transactions on Transportation Electrification. 2020. Vol. 6, no. 4. P. 1648–1664. URL: https://doi.org/10.1109/tte.2020.3006045 (date of access: 28.08.2024).
