Simulacioni model i analiza performansi hibridnog pogona BVP M-80A

Ključne reči: hibridni pogon, borbena vozila, performanse guseničnih vozila, hibridizacija, MATLAB, Simulink

Sažetak


Uvod: Hibridna tehnologija je uspešno inkorporirana u industriji putničkih i komercijalnih vozila. Vođeni uspehom i prednostima koje ona donosi, mnoge odbrambene organizacije širom sveta ulažu u razvoj hibridne tehnologije za borbena vozila. Razvijaju i prototipove guseničnih borbenih vozila koja imaju manju potrošnju goriva, bolje performanse, bolju izduvnu emisiju i više električne energije koja se može iskoristiti za različite elemente nadgradnje. Međutim, postoje različiti tehnički izazovi koji moraju biti rešeni pre uvođenja hibridnog guseničnog borbenog vozila u operativnu upotrebu. Sprovedeno je nekoliko uspešnih ispitivanja prototipova, ali još uvek postoje ograničenja u vezi sa ključnim tehnologijama kao što su elektromotori, skladište električne energije i provodnička elektronika. U takvim uslovima, u kojima su finansije ograničene, ne može biti mnogo grešaka ni trošenja puno resursa na planiranje, izgradnju prototipova i njihovo testiranje.

Metoda: Racionalno je razviti softversku simulaciju pomoću koje je moguće ispitati različite parametre u simuliranim uslovima koji, manje ili više, oponašaju realne uslove eksploatacije. U radu je prikazano jedno od mogućih rešenja izbora odgovarajućih tehnologija hibridnog pogona i predloženo sistemsko rešenje hibridnog pogona za borbeno vozilo pešadije M-80A. Za usvojeno rešenje razvijen je simulacioni model hibridnog pogona u programskom okruženju MatlabSimulink.

Rezultati: Rezultati dobijeni simulacijom pokazuju  da predloženo rešenje hibridnog pogona obezbeđuje znatno bolje performanse pogonske grupe vozila.

Zaključak: Razmatrani su samo parametri zaokreta, ali model se može uspešno primeniti i pri analizi performansi pravolinijskog kretanja. Pored toga, model je moguće koristiti i za ispitivanje performansi i algoritama kontrole transmisije.

Reference

Balch, R.C., Burke, A.& Frank, A.A. 2001. The affect of battery pack technology and size choices on hybrid electric vehicle performance and fuel economy In: Sixteenth Annual Battery Conference on Applications and Advances, Long Beach, CA, USA, pp.31-36, Januar 12. Available at: https://doi.org/10.1109/BCAA.2001.905096.

Bhatia, V. 2015. Hybrid tracked combat vehicle. In: International Transportation Electrification Conference (ITEC), Chennai, India, pp.1-23, August 27-29. Available at: https://doi.org/10.1109/ITEC-India.2015.7386862.

Dalsjø, P. 2008. Hybrid electric propulsion for military vehicles. Research paper. Kjeller, Norway: Norweigan Defence Research Establishment [online]. Available at: https://www.ffi.no/en/publications-archive/hybrid-electric-propulsion-for-military-vehicles-overview-and-status-of-the-technology [Accessed: 25 August 2020]. ISBN: 978-82-464-1394-5.

Gao, Y.& Ehsani, M. 2012. Investigation of battery technologies for the army's hybrid vehicle application. In: Proceedings IEEE 56th Vehicular Technology Conference, Vancouver, BC, Canada, 3, pp.1505-1509, September 24-28. Available at: https://doi.org/10.1109/vetecf.2002.1040467.

Grkić, A., Duboka, Č.& Muždeka, S. 2009. Simulation model of multipleplate friction clutches and brakes. Vojnotehnički glasnik/Military Technical Courier, 57(1), pp.65-80 (in Serbian). Available at: https://doi.org/10.5937/vojtehg0901065G.

Johnson, C. & Dueck, L. 2001. Hybrid Electric Systems for 20-Ton Platforms. SAE International in United States, Technical Paper 2001-01-2773. Available at: https://doi.org/10.4271/2001-01-2773.

Khalil, G. 2009. Challenges of hybrid electric vehicles for military applications. In: 2009 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, Dearborn, MI, USA, pp.1-3, September 7-10. Available at: https://doi.org/10.1109/vppc.2009.5289878.

Kramer, D.M. & Parker, G.G. 2011. Current state of military hybrid vehicle development. International Journal of Electric and Hybrid Vehicles (IJEHV), 3(4), pp.369-387. Available at: https://doi.org/10.1504/ijehv.2011.044373.

Krsmanović, M. 2008. MATLAB software application for power transmission simulation. Vojnotehnički glasnik/Military Technical Courier, 56(1), pp.50-63 (in Serbian). Available at: https://doi.org/10.5937/vojtehg0801050K.

MacAdam, C.C. 1980. An Optimal Preview Control for Linear Systems. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 102(3), pp.188-190. Available at: https://doi.org/10.1115/1.3139632.

Milićević, S. 2019. Simulacioni model hibridnog pogona BVP-M80A. Graduate thesis. Belgrade: University of defence in Belgrade – Military academy (in Serbian).

Muždeka, S., Pantić, M.& Arsenić, Ž. 2004. Vučne performanse zaokreta brzohodnih guseničnih vozila. In: XIII MVMScientific Event, Kragujevac, Serbia, October 4-6 (in Serbian).

Nederhoed, R. & Walker, G.W. 2009. Development and Testing of Series Hybrid Drive Vehicle for Military Applications. ECS Transactons, 16(16), pp.1-10. Available at: https://doi.org/10.1149/1.3087436.

Nikitin, A.O. & Sergeev, L.V. 1962. Teoriya tanka. Moscow: Voennaja akademija bronetankovyh vojsk [online]. Available at: https://imwerden.de/publ-4598.html (in Russian) [Accessed: 25 August 2020]. (In the original: Никитин, А.О., Сергеев, Л.В. 1962. Теория танка. Москва: Военная академия бронетанковых войск [онлайн]. Доступно на: https://imwerden.de/publ-4598.html[Дата посещения: 25 August 2020].)

Rosić, M. 2016. Redukcija talasnosti momenta kod direktne kontrole momenta sinhronog motora primenom komparatora sa više nivoa. Ph.D. thesis. Belgrade: University of Belgrade - School of electrical engineering (in Serbian) [online]. Available at: https://www.etf.bg.ac.rs/uploads/files/javni_uvid/izvestaji/doktorske/2016/Marko_Rosic_doktorska_disertacija.pdf [Accessed: 25 August 2020].

Tremblay, O. & Dessaint, L-A. 2009. Experimental Validation of a Battery Dynamic Model for EV Applications. World Electric Vehicle Journal, 3(2), pp.289-298. Available at: https://doi.org/10.3390/wevj3020289.

Taira, H., Yoshikawa, T. & Jumonji, K. 2018. Development of Tracked Combat Hybrid-Electric Vehicle [online]. Available at: https://www.dst.defence.gov.au/sites/default/files/basic_pages/documents/ICSILP18Thu1430_Taira_et_al-Tracked_Hybrid-Electric_Combat_vehicle.pdf [Accessed: 21 July 2020].

Vesić, M. & Muždeka, S. 2007. Analysis of influence of turning system kinematic scheme on turning power balance for high speed tracked vehicles. Vojnotehnički glasnik/Military Technical Courier, 55(2), pp.149-168 (in Serbian). Available at: https://doi.org/10.5937/vojtehg0702149V.

Objavljeno
2021/01/05
Rubrika
Originalni naučni radovi