Ocena efikasnosti različitih koncepcija hibridnih sistema za prenos snage brzohodnih guseničnih vozila
Sažetak
Uvod/cilj: Zahvaljujući ubrzanom razvoju hibridnih sistema za prenos snage u poslednjoj deceniji, u centru pažnje našli su se i sistemi za prenos snage brzohodnih guseničnih vozila. Postoji nekoliko ustaljenih koncepcija hibridnih sistema za prenos snage ovih vozila koja su u velikoj meri istražena i dovedena do faze prototipa, ali nema konkretnih analiza i zaključka o najefikasnijoj koncepciji. Glavnu prepreku za intenzivnija istraživanja predstavlja problem proizvodnje skladišta električne energije, odnosno baterija dovoljnog kapaciteta i gustine snage, koja bi bila otporna na udare i opterećenja koja nastaju usled upotrebe navedenih vozila. Ipak, postoji određeni broj istraživanja i proizvedenih prototipa, razvijenih iz simulacionih modela, koji pokazuju zadovoljavajuće performanse i karakteristike i za simetrični i za nesimetrični hibridni sistem za prenos snage brzohodnih guseničnih vozila.
Metode: Razvijeni i verifikovani simulacioni model hibridne transmisije specifičnog brzohodnog guseničnog vozila unapređen je novom upravljačkom jedinicom koja omogućava olakšano upravljanje elektromotorima u pomoćnom pogonu radi upravljanja nesimetričnim i simetričnim zaokretom vozila. Glavni cilj je simuliranje specifičnih režima rada pomoću kojih se može izvršiti ocena performansi i energetske efikasnosti nesimetričnih i simetričnih hibridnih sistema za prenos snage brzohodnih guseničnih vozila, kako bi se ustanovila najefikasnija koncepcija.
Rezultati: Rezultati ukazuju da nesimetrični hibridni sistem za prenos snage zahteva manje ukupne snage za izvršenje zaokreta i ima znatno jednostavniji algoritam upravljanja, imajući u vidu da se upravljanje vrši samo jednim elektromotorom. Za istu uloženu snagu, nesimetrični hibridni sistem za prenos snage imaće manji poluprečnik zaokreta, što je zadovoljavajuće. U režimu maksimalne angažovane snage, simetrični sistem za zaokret imaće manji poluprečnik zaokreta i bolju upravljivost, ali i znatno povećanje utroška snage u odnosu na nesimetrični sistem.
Zaključak: Nesimetrični sistem za prenos snage ima, očigledno, bolju energetsku efikasnost. Međutim, prednost simetričnog sistema za prenos snage je u maksimalnim performansama. Izvođenje pivot zaokreta (zaokret oko vertikalne ose vozila) i zaokret bez smanjenja brzine težišta vozila od velikog su značaja, posebno imajući u vidu specijalnu namenu ovih vozila i kretanje u zahtevnim terenskim uslovima.
Reference
Bhatia, V. 2015. Hybrid Tracked Combat Vehicle. In: 2015 IEEE 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 - overview and status of the technology. 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: 15 September 2024]. ISBN: 978-82-464-1394-5.
Kramer, D.M. & Parker, G.G. 2011. Current state of military hybrid vehicle development. International Journal of Electric and Hybrid Vehicles (IJEHV), (4), pp.369-387. Available at: https://doi.org/10.1504/IJEHV.2011.044373.
Muždeka, S. 2012. Osnovi konstrukcije borbenih vozila. Belgrade, Serbia: Medija Centar Odbrana (in Serbian). ISBN: 9788633503761.
Muždeka, S. & Perić, S. 2012. Osnovi borbenih vozila, praktikuum za vežbe. Belgrade, Serbia: Medija Centar Odbrana (in Serbian). ISBN: 9788633503693.
Piancastelli, L., Toccaceli, M., Sali, M., Leon-Cardenas, C. & Pezzuti, E. 2023. Electric Hybrid Powertrain for Armored Vehicles. Energies, 16(6), art.number:2605. Available at: https://doi.org/10.3390/en16062605.
Ponorac, L. & Blagojević, I. 2023. Experimental Validation of a High-speed Tracked Vehicle Powertrain Simulation Model. Measurement Science Review, 23(5), pp.192-201. Available at: https://doi.org/10.2478/msr-2023-0025.
Ponorac, L., Blagojević, I. & Grkić, A. 2022. Analysis of powertrains's workload during the turning process of a high-speed tracked vehicle. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1271, art.number:012003. Available at: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1271/1/012003.
Ramesh, S. 2017. Armoured Fighting Vehicle - Future Perspective. Defence Science Journal, 67(4), pp.341-342. Available at: https://doi.org/10.14429/dsj.67.11544.
Randive, V., Subramanian, S.C. & Thondiyath, A. 2021. Design and analysis of a hybrid electric powertrain for military tracked. Energy, 229, art.number:120768. Available at: https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120768.
Rizzo, D.M. 2014. Military Vehicle Optimization and Control. PhD thesis. Michigan Technological University. Available at: https://doi.org/10.37099/mtu.dc.etds/863.
Sabri, M.F.M., Danapalasingam, K.A. & Rahmat, M.F. 2016. A review on hybrid electric vehicles architecture and energy management strategies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 53, pp.1433-1442. Available at: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.09.036.
Salisa, A.R., Zhang, N. & Zhu, J. 2011. A Comparative Analysis of Fuel Economy and Emissions Between a Conventional HEV and the UTS PHEV. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 60(1), pp.44-54. Available at: https://doi.org/10.1109/TVT.2010.2091156.
Taira, H., Yoshikawa, T. & Jumonji, K. 2017. Development of Tracked Combat Hybrid-Electric Vehicle. DST.defence.gov.au [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: 15 September 2024].
Walker, P.D., Roser, H., Zhang, N. & Fang, Y. 2015. Comparison of Powertrain System Configurations for Electric Passenger Vehicles. In: 18th Asia Pacific Automotive Engineering Conference. SAE Technical Paper 2015-01-00520. Available at: https://doi.org/10.4271/2015-01-0052.
Sva prava zadržana (c) 2024 Luka M. Ponorac, Ivan A. Blagojević
Ovaj rad je pod Creative Commons Autorstvo 4.0 međunarodnom licencom.
Vojnotehnički glasnik omogućava otvoreni pristup i, u skladu sa preporukom CEON-a, primenjuje Creative Commons odredbe o autorskim pravima:
Autori koji objavljuju u Vojnotehničkom glasniku pristaju na sledeće uslove:
- Autori zadržavaju autorska prava i pružaju časopisu pravo prvog objavljivanja rada i licenciraju ga Creative Commons licencom koja omogućava drugima da dele rad uz uslov navođenja autorstva i izvornog objavljivanja u ovom časopisu.
- Autori mogu izraditi zasebne, ugovorne aranžmane za neekskluzivnu distribuciju rada objavljenog u časopisu (npr. postavljanje u institucionalni repozitorijum ili objavljivanje u knjizi), uz navođenje da je rad izvorno objavljen u ovom časopisu.
- Autorima je dozvoljeno i podstiču se da postave objavljeni rad onlajn (npr. u institucionalnom repozitorijumu ili na svojim internet stranicama) pre i tokom postupka prijave priloga, s obzirom da takav postupak može voditi produktivnoj razmeni ideja i ranijoj i većoj citiranosti objavljenog rada (up. Efekat otvorenog pristupa).