Эксплуатационные характеристики тяговых систем (начало)

Обеспечение эффективной эксплуатации электромобилей является конечной целью, определяющей как требования к тяговым системам, так и сравнение различных их вариантов. Исходя из этого, можно выделить следующие основные эксплуатационные характеристики:

*функциональные качества, реально достигаемые в процессе эксплуатации;

*энергетические показатели или реальный эксплуатационный запас хода;

*показатели надежности и ущерб, причиняемый отказами в работе;

*показатели регламентного обслуживания.

Разнообразие условий эксплуатации даже при современном весьма ограниченном числе электромобилей оказывается весьма существенным. Это сказывается на всех основных эксплуатационных характеристиках. Сравнение и отбор тяговых систем в этих условиях затруднителен. В связи с этим существует стремление регламентировать условия хотя бы некоторых основных видов испытаний, взяв за основу усредненные эксплуатационные условия. Наиболее полно это стремление представлено в методике испытаний электромобилей SAEj 227а.

В качестве основной эксплуатационной характеристики эта методика устанавливает запас хода при: установившейся скорости движения, обычно составляющей 40 км/ч; движение по стандартным испытательным циклам, общий вид которых показан на рис. 3.19, а параметры циклов А, В, С, D приведены в табл. 3.11.

Рис. 3.19. Диаграмма скорости для стандартного испытательного цикла

SAEj 227 а

Испытания на запас хода проводятся в идеализированных условиях, т. е. на сухой горизонтальной дороге с ровным асфальтовым покрытием при скорости ветра не более 2,7 м/с. Конец испытаний при установившейся скорости определяется по моменту снижения скорости движения до 95 % от первоначально установленной. Конец испытаний при движении по стандартному циклу фиксируется по последнему циклу, воспроизведенному в пределах допусков, которые указаны в табл. 3.11. Для наиболее употребительного цикла С длина перегона составляет 537 м, средняя скорость движения - 25 км/ч, среднее ускорение при разгоне 0,74 м/с2, а при торможении - 1,23 м/с2. Рассчитанный по методике работы расход энергии за цикл С составляет для усредненных характеристик тяговых систем 124,7 Вт*ч/(т*км). Аналогичный цикл, разработанный НАМИ, использовался при испытаниях некоторых отечественных электромобилей. Он предусматривал линейный разгон до скорости 50 км/ч, установившееся движение с этой скоростью и торможение. Длина перегона поэтому циклу - 500 м, средняя скорость - 21,7 км/ч. При этом средний расчетный расход энергии по циклу составляет 136,8 Вт.ч/(т.км).

Для определения расхода мощности на преодоление сопротивления движению SAEj 227 а предлагает метод свободного выбега. Выделяя из общего баланса мощности электромобиля дорожные и аэродинамические составляющие сопротивления движению, этот метод позволяет повысить точность определения потерь энергии собственно в тяговой системе. По экспериментально снимаемой кривой скорости электромобиля при выбеге, показанной в качестве примера на рис. 3.20, определяется средняя мощность, затрачиваемая на движение при скорости

(3.61)

по следующей рекомендуемой формуле

(3.62)

Рис. 3.20. Кривая скорости при выбеге

Из этой же кривой скорости при выбеге определяется энергия потерь по формуле

(3.63)

Для практических расчетов проще использовать несколько видоизмененные формулы (3.62) и (3.63). Вначале определяются удельные потери энергии при скорости в виде

(3.64)

где а_n -абсолютная величина замедления при свободном выбеге и скорости .

После этого потребная для движения электромобиля мощность на колесах равна

(3.65)

Для некоторых отечественных электромобилей результаты экспериментального определения величин Wn и Рn по кривым выбега приведены в табл. 3.12.

Результаты использования этого метода и, в частности, данные табл. 3.12 находятся в достаточно хорошем соответствии с другими результатами испытаний и расчетов тяговых систем электромобилей. В связи с этим метод свободного выбега можно считать надежным. Однако в реальных условиях эксплуатации расход энергии оказывается заметно выше, чем данные результатов испытаний. Основной причиной подобного явления можно считать более высокие коэффициенты сопротивления движению из-за худшего качества дорожного покрытия на городских дорогах, чем на испытательных полигонах. Следствием этого является меньший реальный эксплуатационный запас хода, чем рекламируемый фирмой-изготовителем электромобиля.