Search

An analysis of the prospects for the development of electric transport and its integration into the energy system in the conditions of Ukraine was carried out using strategic planning methods. It was found that the transport sector in Ukraine has a significant impact on the environment, is one of the most energy-consuming sectors of the economy, and, in addition, transport with internal combustion engines is a significant factor in increasing dependence on imported fuel due to a steady and significant demand for petroleum products. Instead, it is electric transport and technologies for its interaction with the power system that are one of the key technologies that offer great potential for mitigating the effects of climate change. Thus, at the current stage, there is an urgent need to develop a stable policy of promoting these technologies, for which it is necessary to determine and compare the features of the policy of integration of electric vehicles and the energy system in the conditions of Ukraine. This study uses a qualitative strategic planning methodology using a Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats (SWOT) analysis to take into account as much as possible the multifaceted activities and initiatives related to the development of electric transport and its infrastructure while integrating them into the power system. The research conducted reveals problems related to the impact of electric vehicle charging on the power system, for example, the inability to provide for increased energy needs or to limit the electrical load of the electric vehicle charging infrastructure. On the other hand, a high percentage of the share of RES, increasing social awareness of climate change and lowering the prices of electric vehicles can provide the necessary opportunities for the development of electric transport in the conditions of Ukraine., Проведено аналіз перспектив розвитку електротранспорту та його інтеграції в енергосистему в умовах України з використанням методів стратегічного планування. Виявлено, що транспортний сектор в Україні має значний вплив на навколишнє середовище, є одним з найбільш енерговитратних секторів економіки, та крім того, транспорт з двигунами внутрішнього згорання є істотним фактором збільшення залежності від імпортного палива через стійкий та значний за обсягами попит на нафтопродукти. Натомість, саме електричний транспорт та технології його взаємодії з енергосистемою є однією з ключових технологій, які пропонують великий потенціал для пом’якшення наслідків зміни клімату. Таким чином, на сучасному етапі існує нагальна потреба в розробці стабільної політики сприяння цим технологіям, для чого необхідно визначити та порівняти особливості політики інтеграції електромобілів та енергосистеми в умовах України. У цьому дослідженні використовується якісна методологія стратегічного планування із використанням оцінки сильних і слабких сторін, можливостей і загроз (SWOT-аналіз), щоб максимально врахувати різнобічні заходи та ініціативи, пов’язані з розвитком електротранспорту та його інфраструктури водночас із їх інтеграцією в енергосистему. Виконане дослідження виявляє проблеми, пов’язані з впливом заряджання електромобілів на енергосистему, наприклад, неспроможності забезпечити підвищення потреб в енергії або обмеження електричного навантаження інфраструктури заряджання електромобілів. Натомість, високий відсоток частки ВДЕ, підвищення соціальної обізнаності про зміну клімату та зниження цін на електромобілі можуть забезпечити необхідні можливості для розвитку електротранспорту в умовах України.

Problem. This article addresses the issue of developing environmentally friendly vehicles and their electronic and electromechanical components. It provides an analytical review of advanced electromechanical technologies utilized in the creation of Tesla electric cars. Specifically, the study analyzes the electronic stability control system, active pneumatic suspension, and electric power steering. The perspective of electric cars lies in their ability to meet the economic requirements of modernity and align with the "Zero Emission" paradigm. The obtained results can serve as recommendations for the development of electronic and electromechanical systems and complexes of electric vehicles, benefiting scientific and technical professionals engaged in the creation of environmentally friendly vehicles. Goal. This study aims to analyze the advanced technologies used in the development of electronic and electromechanical systems of Tesla electric cars. Methodology. The research employs an analytical study of the characteristics of the electronic and electromechanical systems of Tesla electric cars to achieve the set goal. It includes a detailed analysis of the electronic stability control system, active pneumatic suspension, and electric power steering. Results. An analysis of scientific publications reveals that the problem of creating environmentally friendly and energy-efficient vehicles is currently being solved through the use of electric drives powered by traction batteries. Modern electric cars have overcome drawbacks such as low dynamics, limited range, and low maximum speed, surpassing similar internal combustion engine vehicles in these aspects. Tesla electric cars are currently the most technologically advanced and promising in this field. The analysis focuses on the technical solutions and advanced technologies employed in Tesla Model S electric cars, specifically the electronic stability control system, active pneumatic suspension, and electric power steering. The conducted research allows for an assessment of the current state of electronic and electromechanical systems in electric cars and provides insights into their future development. Originality. The results of this research provide a comprehensive understanding of the present state of electronic and electromechanical systems in Tesla electric cars. It enables a detailed analysis and exploration of the advanced technologies used in the development of Tesla electric cars and their distinctive features. Practical Value. The research findings contribute to identifying promising directions for the development of contemporary electronic and electromechanical systems in electric vehicles. They serve as a basis for creating recommendations concerning electronic stability control systems, active pneumatic suspension, and electric power steering, which can be valuable to scientific and technical professionals involved in the development of environmentally friendly vehicles., Стаття присвячена проблемі створення екологічно чистих транспортних засобів та їх електронних і електромеханічних компонентів. У дослідженні проведений аналітичний огляд передових електромеханічних технологій, що застосовуються при створенні електромобілів Tesla. Проведено аналітичне дослідження системи електронного контролю стійкості, активної пневматичної підвіски та електропідсилювача керма. Перспективність розробки електромобілів полягає у тому, що тільки вони задовольняють усім економічним вимогам сучасності та відповідають парадигмі “Zero Emission”. Отримані результати дозволяють створювати рекомендації щодо розробки електронних та електромеханічних систем електромобілів та можуть бути рекомендовані науково-технічним працівникам, які займаються розробкою екологічно чистих транспортних засобів.

Introduction. In this paper, a new approach for estimating the speed of in-wheel electric vehicles with two independent rear drives is presented. Currently, the variable-speed induction motor replaces the DC motor drive in a wide range of applications, including electric vehicles where quick dynamic response is required. This is now possible as a result of significant improvements in the dynamic performance of electrical drives brought about by technological advancements and development in the fields of power commutation devices, digital signal processing, and, more recently, intelligent control systems. The system’s reliability and robustness are improved, and the cost, size, and upkeep requirements of the induction motor drive are reduced through control strategies without a speed sensor. Successful uses of the induction motor without a sensor have been made for medium- and high-speed operations. However, low speed instability and instability under various charge perturbation conditions continue to be serious issues in this field of study and have not yet been effectively resolved. Some application such as traction drives and cranes are required to maintain the desired level of torque down to low speed levels with uncertain load torque disturbance conditions. Speed and torque control is more important particularly in motor-in-wheel traction drive train configuration where vehicle wheel rim is directly connected to the motor shaft to control the speed and torque. Novelty of the proposed work is to improve the dynamic performance of conventional controller used of model reference adaptive system speed observer using both type-1 and type-2 fuzzy logic controllers. Purpose. In proposed scheme, the performance of the engine is being controlled, fuzzy logic controller is controlling the estimate rotor speed, and results are then compared using type-1 and type-2. Method. For a two-wheeled motorized electric vehicle, a high-performance sensorless wheel motor drive based on both type-2 and type-1 fuzzy logic controllers of the model reference adaptive control system is developed. Results. Proved that, using fuzzy logic type-2 controller the sensorless speed control of the electrical differential of electric vehicle EV observer, much better results are achieved. Practical value. The main possibility of realizing reliable and efficient electric propulsion systems based on intelligent observers (type-2 fuzzy logic) is demonstrated. The research methodology has been designed to facilitate the future experimental implementation on a digital signal processor., Вступ. У цій роботі представлений новий підхід до оцінки швидкості колісних електромобілів із двома незалежними задніми приводами. В даний час асинхронний двигун із регульованою швидкістю замінює двигун постійного струму в широкому діапазоні застосувань, включаючи електромобілі, де потрібний швидкий динамічний відгук. Тепер це можливо внаслідок значного покращення динамічних характеристик електроприводів, викликаного технологічними досягненнями та розробками в галузі пристроїв комутації потужності, цифрової обробки сигналів та останнім часом інтелектуальних систем управління. Надійність та стійкість системи підвищуються, а вартість, розмір та вимоги до обслуговування асинхронного двигуна знижуються завдяки стратегіям керування без датчика швидкості. Успішне використання асинхронного двигуна без датчика було виконано для роботи на середніх та високих швидкостях. Проте низькошвидкісна нестабільність і нестабільність за умов збурення заряду продовжують залишатися серйозними проблемами у цій галузі досліджень і досі не вирішені ефективно. У деяких застосуваннях, таких як тягові приводи та крани, потрібно підтримувати бажаний рівень крутного моменту аж до низьких рівнів швидкості з невизначеними умовами збурення крутного моменту навантаження. Контроль швидкості і крутного моменту більш важливий, особливо в конфігурації тягової трансмісії з двигуном в колесі, де обід колеса транспортного засобу безпосередньо з'єднаний з валом двигуна для управління швидкістю і крутним моментом. Новизна запропонованої роботи полягає у поліпшенні динамічних характеристик звичайного регулятора, що використовується в еталонній моделі спостерігача швидкості адаптивної системи з використанням регуляторів нечіткої логіки як першого, так і другого типу. Мета. У запропонованій схемі контролюються характеристики двигуна, нечіткий логічний контролер управляє оцінною частотою обертання ротора, а потім порівнюються результати з використанням типу 1 і типу 2. Метод. Для двоколісного моторизованого електромобіля розроблено високопродуктивний бездатчиковий двигун-привід коліс на основі нечітких логічних контролерів як 2-го, так і 1-го типів еталонної системи адаптивного управління. Результати. Доведено, що з використанням регулятора нечіткої логіки 2-го типу для бездатчикового управління швидкістю EV-спостерігача електричного диференціала електромобіля досягаються значно кращі результати. Практична цінність. Показано принципову можливість реалізації надійних та ефективних електрореактивних рухових установок на основі інтелектуальних спостерігачів (нечітка логіка 2-го типу). Розроблено методологію дослідження для полегшення майбутньої експериментальної реалізації на цифровому сигнальному процесорі.

Наведено результати дослідження напівпровідникових перетворювачів зарядних станцій для електромобілів на основі літій-іонних елементів. Представлено базові енергетичні параметри та зарядно-розрядні характеристики літій-іонних та літій-залізо-фосфатних акумуляторів. Наведено топологію запропонованої зарядної станції для електромобілів на основі схем активного випрямляча. Представлено топологію активного трифазного випрямляча напруги, що має суттєві переваги порівняно з класичними діодними та тиристорними випрямлячами, а саме можливість забезпечення роботи з коефіцієнтом потужності близьким до одиниці, можливість формування синусоїдальної форми струму, який споживається з електричної мережі, можливість забезпечення корекції коефіцієнта потужності. Описано параметри схеми заміщення акумуляторного відсіку електромобіля Tеsla S. Описано метод швидкого заряду батареї постійною напругою і постійним струмом, при якому забезпечується більша кількість циклів заряду-розряду батареї. Представлено імітаційну модель запропонованої структури зарядної станції з системою автоматичного керування в програмному середовищі Matlab. Проведено розрахунок ККД запропонованої системи зарядної станції при різних параметрах струму заряду та частоти комутації. Отримано результати моделювання електромагнітних процесів, показників електромагнітної сумісності, осцилограми вхідних, вихідних струмів і напруг зарядної станції. Запропонована структура зарядної станції електромобілів, що складається з вхідного трансформатора, трирівневого активного випрямляча та навантаження, забезпечує відносно відомих технічних рішень зарядних станцій покращення параметрів коефіцієнта корисної дії, коефіцієнта потужності та коефіцієнта гармонічних спотворень. Отримані результати пояснюються тим, що запропонована зарядна станція реалізує одноетапне перетворення електроенергії в активному випрямлячі з корекцією коефіцієнта потужності., The article presents the results of the research of semiconductor converters of charging stations for electric vehicles based on lithium-ion cells. Basic energy parameters and charge-discharge characteristics of lithium-ion and lithium-iron-phosphate batteries are given. The topology of the proposed charging station for electric vehicles based on active rectifier circuits is presented. The parameters of the substitution circuits the battery compartment of the Tesla S electric vehicle are described. The method of fast battery charging with constant voltage and constant current is described, which provides a greater number of battery charge-discharge cycles. A simulation model of the proposed charging station structure with an automatic control system in the Matlab program is presented. The efficiency of the proposed charging station system was calculated for different parameters of the charge current and switching frequency. The results of modeling of electromagnetic processes, indicators of electromagnetic compatibility, oscillograms of input and output currents and voltages of the charging station were obtained.

Це дослідження має на меті обговорити універсальну та важливу тему того, як інновації підтримують ріст глобальних компаній, покладаючись на два питання: впровадження технологій та стійкість на глобальному ринку. Іншими словами, головна мета цього дослідження — показати, як глобальне управління інноваціями може реагувати на складні ринкові умови та підтримувати стійкість бізнесу шляхом вирішення проблем. Сектор електромобілів був обраний об’єктом дослідження, оскільки він зіткнувся з безпрецедентними викликами, спричиненими COVID-19. Сектор електромобілів став новою моделлю в автомобільному секторі з накопиченням інноваційних технологій, і йому судилося продовжувати розвиватися з точки зору досягнення Цілей сталого розвитку (ЦСР), підкріплених політичними втручаннями. Методологічним інструментарієм проведеного дослідження були методи кабінетного дослідження, аналізу первинних і вторинних даних, бібліометричного аналізу літератури. У статті наведено результати емпіричного дослідження на основі збору та аналізу первинних даних, узагальнення наукової роботи щодо впливу інновацій на забезпечення сталого розвитку бізнесу. На основі порівняльного аналізу основних моделей проведення інноваційних досліджень, таких як дифузійна модель, інноваційна бізнес-модель та модель управління змінами Левіна, визначено найбільш успішні інноваційні рішення та кращі практики їх впровадження на конкретних підприємствах. Внесок цього дослідження полягає в тому, щоб спиратися на попередні висновки та наукові дискусії в галузі інновацій, проаналізувати приклади успішної реалізації сталого бізнесу за допомогою інноваційних дій у відповідь на безпрецедентні труднощі, спричинені недавньою пандемією COVID-19. Найбільший внесок полягає в обговоренні шляхів успішного розвитку інновацій на прикладах конкретних компаній, а також у представленні практичного порядку денного обговорення, який надаватиме пропозиції шляхом стимулювання подальшого обговорення в майбутніх дослідженнях. This study aims to discuss the universal and important theme of how innovation supports the growth of global firms, relying on two issues: technology adoption and sustainability in the global marketplace. In other words, the main goal of this research is to show how global innovation management can respond to difficult market conditions and maintain sustainability of businesses through problem solving. The electric vehicle sector was chosen as the object of the study as it faced unprecedented challenges brought about by COVID-19. The electric vehicle sector has emerged as a new model in the automotive sector with accumulations of innovative technologies and is destined to continue to evolve, from the perspective of achieving the Sustainable Development Goals (SDGs) backed up by policy interventions. The methodological tools of the conducted research were the methods of office research, analysis of primary and secondary data, bibliometric analysis of literature. The article presents the results of an empirical study based on primary data collection and analysis, the generalization of scientific work on the impact of innovations on ensuring sustainable business development. Based on a comparative analysis of the main models of conducting innovative research, such as the diffusion model, business model innovation, and Lewin’s change management model, the most successful innovative solutions and the best practices of their implementation at specific companies are determined. The contribution of this study is to build on previous findings and academic discussions in the innovation field, analyse case studies of successful realization of sustainable business through innovative actions in response to unprecedented difficulties caused by the recent COVID-19 pandemic. The greatest contribution is to discuss the paths that innovation has successfully taken, with examples of specific companies, and to present a practical discussion agenda that will provide suggestions through stimulating further discussion in future research.

Purpose. Development of a functional diagram of a slip prevention system, build a mathematical model, synthesize a fuzzy regulator, simulate and confirm the system's performance. Methodology. Mathematical analysis and modeling. Findings. The structure is substantiated and the linguistic variables of the fuzzy regulator are determined. The choice of the number of terms of the input and output variables of the fuzzy controller is made, proceeding from the minimization of the number of logical processing rules. The terms of the linguistic variables of the fuzzy controller are selected in the form of the simplest triangular for the mean values of the range of their definition and trapezoidal for the limit values. Logical processing rules were developed. The choice of the fuzzy inference algorithm was made and the defuzzification parameters were determined. A computer model of the slip prevention system was built using the Fuzzy logic toolbox of the MATLAB package and was framed using 9 logic processing rules. Computer simulation of the acceleration of an electric vehicle with subsequent slipping by one and two wheels has been carried out. The system maintains the inconsistency of wheel speeds with the electric vehicle speed at a constant set level of 1.5s-1 - in accordance with the formulated identification algorithm and completely prevents excessive slipping. Originality. The built-in phase regulator ensures minimization of the discrepancy between the speed of the wheel rotation and the linear speed of the electric vehicle, which in turn minimizes slippage and provides the maximum possible torque relative to the moment of installation. Practical value. Computer simulation was carried out for two modes: acceleration with a collision with a surface with a reduced coefficient of adhesion (0.1) with one wheel and acceleration with a collision with a surface with a reduced coefficient of adhesion (0.1) with two wheels. The system completely prevents excessive slipping., Мета роботи. Розробка функціональної схеми системи запобігання ковзанню, побудова математичної моделі, синтез нечіткого регулятора, моделювання та підтвердження працездатності системи. Методи дослідження. Математичний аналіз та моделювання. Отримані результати. Обґрунтовано структуру та визначено лінгвістичні змінні фазі регулятора. Зроблено вибір кількості термів вхідних і вихідних змінних фазі регулятора, виходячи з мінімізації кількості правил логічної обробки. Здійснено вибір термів лінгвістичних змінних фазі регулятора у вигляді найпростіших трикутних для середніх значень діапазону їх визначення та трапецеїдальних для граничних значень. Розроблено правила логічної обробки. Здійснено вибір алгоритму нечіткого виведення та визначено параметри дефазифікації. Побудована комп’ютерна модель системи запобігання буксування з використанням Fuzzy logic toolbox пакета MATLAB та була побудована з використанням 9 правил логічної обробки. Проведено комп’ютерне моделювання розгону електромобіля з наступним буксуванням одним та двома колесами. Система підтримує неузгодженість швидкостей коліс зі швидкістю електромобіля на постійному заданому рівні 1,5 с-1 – відповідно до сформульованого алгоритма ідентифікації і повністю запобігає надмірному буксуванню. Наукова новизна. Побудований фазі регулятор забезпечує мінімізацію невідповідності швидкості обертання колеса лінійної швидкості руху електромобіля, що в свою чергу мінімізує пробуксовку і забезпечує максимально можливий момент, що крутить, відносно до моменту установки. Практична цінність. Комп'ютерне моделювання проводилося для двох режимів: розгін з наїздом на поверхню зі зниженим коефіцієнтом зчеплення (0,1) одним колесом та розгін з наїздом на поверхню зі зниженим коефіцієнтом зчеплення (0,1) двома колесами. Система повністю запобігає надмірному ковзанню.

Проведено аналіз перспектив розвитку електротранспорту та його інтеграції в енергосистему в умовах України з використанням методів стратегічного планування. Виявлено, що транспортний сектор в Україні має значний вплив на навколишнє середовище, є одним з найбільш енерговитратних секторів економіки, та крім того, транспорт з двигунами внутрішнього згорання є істотним фактором збільшення залежності від імпортного палива через стійкий та значний за обсягами попит на нафтопродукти. Натомість, саме електричний транспорт та технології його взаємодії з енергосистемою є однією з ключових технологій, які пропонують великий потенціал для пом’якшення наслідків зміни клімату. Таким чином, на сучасному етапі існує нагальна потреба в розробці стабільної політики сприяння цим технологіям, для чого необхідно визначити та порівняти особливості політики інтеграції електромобілів та енергосистеми в умовах України. У цьому дослідженні використовується якісна методологія стратегічного планування із використанням оцінки сильних і слабких сторін, можливостей і загроз (SWOT-аналіз), щоб максимально врахувати різнобічні заходи та ініціативи, пов’язані з розвитком електротранспорту та його інфраструктури водночас із їх інтеграцією в енергосистему. Виконане дослідження виявляє проблеми, пов’язані з впливом заряджання електромобілів на енергосистему, наприклад, неспроможності забезпечити підвищення потреб в енергії або обмеження електричного навантаження інфраструктури заряджання електромобілів. Натомість, високий відсоток частки ВДЕ, підвищення соціальної обізнаності про зміну клімату та зниження цін на електромобілі можуть забезпечити необхідні можливості для розвитку електротранспорту в умовах України. An analysis of the prospects for the development of electric transport and its integration into the energy system in the conditions of Ukraine was carried out using strategic planning methods. It was found that the transport sector in Ukraine has a significant impact on the environment, is one of the most energy-consuming sectors of the economy, and, in addition, transport with internal combustion engines is a significant factor in increasing dependence on imported fuel due to a steady and significant demand for petroleum products. Instead, it is electric transport and technologies for its interaction with the power system that are one of the key technologies that offer great potential for mitigating the effects of climate change. Thus, at the current stage, there is an urgent need to develop a stable policy of promoting these technologies, for which it is necessary to determine and compare the features of the policy of integration of electric vehicles and the energy system in the conditions of Ukraine. This study uses a qualitative strategic planning methodology using a Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats (SWOT) analysis to take into account as much as possible the multifaceted activities and initiatives related to the development of electric transport and its infrastructure while integrating them into the power system. The research conducted reveals problems related to the impact of electric vehicle charging on the power system, for example, the inability to provide for increased energy needs or to limit the electrical load of the electric vehicle charging infrastructure. On the other hand, a high percentage of the share of RES, increasing social awareness of climate change and lowering the prices of electric vehicles can provide the necessary opportunities for the development of electric transport in the conditions of Ukraine.

Сонячна енергетична система є найнадійнішим і екологічно чистим видом енергії. Через швидкий розвиток напівпровідникових пристроїв і застосування методів силової електроніки необхідно підтримувати максимальну потужність постійного струму та високу вихідну ефективність сонячних батарей. Перетворювач сонячної енергії працює як одноступінчастий і однофазний перетворювач як на стороні передавача, так і на стороні приймача з деякими конфігураціями параметрів. Ця запропонована система здебільшого використовує фотоелектричну матрицю з високочастотним інвертором, який інтегрує перетворювач DC-DC, що мінімізує втрати перетворювача та пульсації струму. Для його випрямлення на стороні приймача запропонованої вихідної схеми можна використовувати високочастотний випрямляч. Зменшуючи втрати на комутацію та провідність, можна збільшити вихідну потужність. В електричній схемі використовується заданий рівень сонячного випромінювання, відповідна оптимальна напруга постійного струму та оптимальний середньоквадратичний струм змінного струму для імітації всього циклу змінного струму. MATLAB/SIMULINK використовується для проектування та моделювання системи. Значення опромінення 1000 Вт/м2 і температуру 20 °С, оптимальні вихідні значення були отримані та оцінені як 342 В постійного струму та 20,05 А змінного струму. Таким чином, основною метою цієї статті є створення високоефективного перетворювача енергії (ККД до 96 %) для зарядки електромобілів із вхідною напругою постійного струму 12 В. A solar power system is the most reliable and environmentally-friendly form of energy because it is nonpolluting, inexhaustible, and non-toxic. Because of the rapid advancement of semiconductor devices and the application of power electronics methods, it is required to maintain the DC maximum power and high output efficiency of solar arrays. The solar power converter operates as a single-stage and single-phase converter on both the transmitter and receiver sides with some parameter configurations. This proposed system mostly utilizes the PV array with the high-frequency inverter integrating the DC-DC converter, which minimizes the converter losses and the current ripple. A high-frequency rectifier can be used on the receiver side of the proposed output circuit to rectify it. By reducing switching and conduction losses, it is possible to increase the output power. This circuit diagram uses a prescribed level of solar irradiance, suitable DC optimal voltage, and optimal AC RMS current to simulate an entire AC cycle. MATLAB/SIMULINK is used to design and simulate the system. Using an irradiance value of 1000 W/m2, and a temperature of 20 °C, the optimal output values have been obtained and evaluated as 342V DC and 20.05A AC. Thus, the main objective of this paper is to create a highly efficient energy converter to charge EVs with a DC input voltage of 12 V. This converter will have a high-efficiency range of 96 %.

Електрифікований силовий агрегат є важливим компонентом усіх цих систем електромобіля. За допомогою силових напівпровідникових продуктів і інтелектуальних мікросхем управління можна оптимізувати багато цілей одночасно для зниження системних витрат, більшої щільності потужності, більш ефективних програм і модульних систем. У поточних дослідженнях гібридний електричний транспортний засіб (HEV) моделюється та моделюється за допомогою середовища MATLAB - Simulink. Пропонується обговорення найпопулярніших структур для реалізації ГЕВ. Електричний силовий двигун, електронні перетворювачі енергії та пристрої для накопичення енергії зазвичай наводяться як частина кількох процесів моделювання. Наведено найбільш важливі результати електричного та механічного моделювання, які визначили HEV. Мета даної статті полягала в запропонуванні ефективного руху дросельної заслінки, 0% похибки стабільної швидкості та підтримування швидкості транспортного засобу. Порівняльні дослідження проводяться для визначення переваг оптимального підходу до керування для підвищення економії палива, зменшення забруднення та зниження витрат на виробництво. The electrified powertrain is the essential component of all these electric car systems. With the help of our power semiconductor products and intelligent control ICs, it is possible to optimize many targets simultaneously for lower system costs, higher power densities, more effective applications, and modular systems. A hybrid electric vehicle (HEV) is modeled and simulated using the MATLAB – Simulink environment in current research. A discussion of the most popular structures for realizing HEVs is suggested. An electric power motor, electronic power converters, and devices for energy storage are routinely given as part of several modeling processes. The most significant electrical and mechanical modeling results that defined the HEVs are given. This modeling approach is highly beneficial and appropriate for explaining power and automotive electronics. In this research article, the design goal is to offer efficient throttle movement, 0 % steady-state speed error, and to maintain a Selected Vehicle (SV) speed. Comparison research is conducted to determine the superiority of the optimal control approach to enhance fuel economy, decrease pollution, maximize driving safety, and lower manufacturing costs. The maximum power proposed in the hybrid electric vehicle train is 35,000 Watts, higher compared to the existing system of 32,000 Watts.

Problem. The article analyzes the design features of the systems and components of the Tesla Model S electric car, which allows choosing the initial characteristics for the mathematical model of the acceleration dynamics of the electric car, determines the cost characteristics of its power plant (electric motor) and battery. Goal. The purpose of the work is to determine the initial characteristics of the systems and components of a modern electric vehicle for their further use in a mathematical model of the acceleration dynamics of an electric vehicle. Methodology. The approaches adopted in the work to achieve the set goal include understanding the peculiarities of the initial characteristics of the systems and components of electric vehicles, which are the world leaders in the market of such vehicles. Results. In the work, a comparative analysis of the layout schemes for the implementation of transmissions in the designs of modern electric vehicles, the characteristics of their power plants (electric motors), the characteristics of energy converters (inventories), and the features of the power plant power plant of a modern electric car are determined. Originality. The conducted analysis of the design features of systems and components of the Tesla Model S electric car made it possible to form a general idea about the features of the implementation of work processes in the electric drive of an electric car, which can be used as initial parameters or characteristics during the simulation of the acceleration dynamics of an electric car. Practical value. The obtained results make it possible to formulate recommendations for the use of the characteristics of the systems and components of the electric vehicle during the simulation of the dynamics of its acceleration and to determine the energy consumption in the power system of its traction electric drive., Анотація. Проблема. В публікації виконано аналіз особливостей конструкції систем та компонентів електромобіля Tesla Model S, який дозволяє обрати вихідні характеристики для математичної моделі динаміки розгону електромобіля, визначити витратні характеристики його силової установки (електродвигуна) та акумуляторної батареї. Мета. Мета роботи полягає в тому, щоб визначити вихідні характеристики систем та компонентів сучасного електромобіля для подальшого їх використання в імітаційній математичній моделі динаміки розгону електромобіля. Методологія. Прийняті в роботі підходи для досягнення поставленої мети полягають в осмисленні особливостей вихідних характеристик систем та компонентів електромобілів, які є лідерами в світі на ринку таких транспортних засобів. Результати. В роботі виконано порівняльний аналіз компонувальних схем реалізації трансмісій в конструкціях сучасних електромобілів, характеристик їх силових установок (електродвигунів), характеристик перетворювачів енергії (інвентарів), визначені особливості системи живлення силової установки сучасного електромобіля. Оригінальність. Проведений аналіз особливостей конструкції систем та компонентів електромобіля Tesla Model S дозволив сформувати загальне уявлення про особливості реалізації робочих процесів в електроприводі електромобіля, які можна використати в якості вихідних параметрів або характеристик під час моделювання динаміки розгону електромобіля. Практичне значення. Отримані результати дозволяють сформувати рекомендації щодо використання характеристик систем та компонентів електромобіля під час моделювання динаміки його розгону та визначити енергетичні витрати в системі живлення його тягового електропривода

Problem. The most effective energy management strategies for hybrid vehicles and electric vehicles are optimization-based strategies. These strategies require prior knowledge of the driving cycle, which is not easy to predict. Goal. The goal is to combine the Worldwide harmonized light vehicles test cycle (WLTC) with short trips on small sections with real traffic levels to predict the energy and fuel consumption of hybrid vehicles and electric vehicles. Methodology. Research methods are experimental and mathematical. First of all, eight characteristic parameters are extracted from real speed profiles used on urban road sections in the city of Kharkiv under various road conditions, as well as on short WLTC trips. The minimum distance algorithm is used to compare parameters and determine three traffic levels (heavy, medium, and low traffic) for short WLTC trips. Thus, for each route determined using Google Maps, the energy and fuel consumption of hybrid vehicles and electric vehicles are estimated using short trips by the WLTC, adjusted for distances and traffic levels. In addition, a numerical model of the vehicle was implemented. It was used to test the accuracy of predicting fuel and energy consumption in accordance with the proposed methodology. Originality. For the methodology using only GM information is required as input data; no other device or software is required. This aspect makes the methodology extremely economical. Then, the algorithm regulating traffic levels shown by GM is unique and valid in all urban centers. This aspect makes the methodology universal. WLTC takes into account the driving styles of drivers around the world, so the methodology can be applied to any car driver. Prediction accuracy can be increased by taking into account other input information, such as the distribution of traffic light signals or the driver's typical gear shifting style. Results. The results are promising, as the average absolute percentage error between experimental driving cycles and projected ones is 3.89 % for fuel consumption, increasing to 6.80 % for energy consumption. Practical value. The possibility of energy forecasting and fuel consumption for a hybrid vehicle and an electric vehicle makes it possible to develop energy consumption management systems for HEVs that can manage the energy reserve to ensure full travel by electric traction in limited traffic zone (LTZ) or minimize local air pollution; increase the service life of energy reserves (usually batteries) by maintenance costs and disposal problems reducing; optimize the transmission-use efficiency due to fuel consumption and pollutants emissions reduction., Метою роботи було об'єднати узгоджений у всьому світі цикл випробувань малотоннажних транспортних засобів (WLTC) з короткими поїздками на малих ділянках з реальними рівнями трафіку для прогнозування витрати енергії і палива гібридними транспортними засобами та електромобілями, чого можливо досягти реалізацією нової стратегії оптимізації енергоспоживання гібридних електромобілів (HEV) з урахуванням рівнів трафіку WLTC і Google Maps. Для кожного маршруту, визначеного за допомогою карт Google, витрати енергії і палива гібридними транспортними засобами та електромобілями оцінюються з використанням коротких поїздок WLTC, скоригованих з урахуванням відстаней і рівнів трафіку. Була реалізована чисельна модель транспортного засобу, яка використовувалася для перевірки точності прогнозування витрати палива та енергії відповідно до запропонованої методології. Результати є перспективними, оскільки середнє абсолютне значення відсоткових похибок між експериментальними циклами водіння і прогнозованими становить 3,89 % для витрати палива, збільшуючись до 6,80 % для витрат енергії.

Магістерська робота містить сторінок – 153, рисунків – 52, таблиць – 34 і графічну частину на 6 плакатах формату А1. Структура магістерської дисертації має наступні розділи: 1. Аналітичний огляд 2. Розрахунок основних параметрів електромеханічної системи 3. Розробка системи векторного керування 4. Дослідження електромеханічної системи методом математичного моделювання та визначення експлуатаційних характеристик 5. Розробка схеми електричної принципової силової частини та керуючого контролера 6. Розроблення стартап-проекту Метою дослідження є розробка електромеханічної системи електромобіля на базі транспортного засобу з двигуном внутрішнього згорання для впровадження в широкі маси. Результати дослідження можуть бути використані при модернізації існуючих автомобілів, що використовують двигуни внутрішнього згорання. The master's dissertation contains 153 pages, 52 drawings, 34 tables and a graphic part on 6 posters of A1 format. The structure of the master's dissertation has the following sections: 1. Analytical review 2. Calculation of the main parameters of the electromechanical system 3. Development of a vector control system 4. Modeling of the electromechanical system and determination of operational characteristics of the electric vehicle 5. Development power circuit and a controller circuit schemed. 6. Development of a startup project The aim of the work is to develop an electromechanical system of an electric vehicle based on internal combustion engine for introduction into the masses. The results of the research can be used in the modernization of existing cars using internal combustion engines.

Electric mobility is a rapidly evolving field, so electricity is considered one of the main alternative fuels. Electricity is a particularly attractive source of energy, which is used for electric vehicles (EVs) in urban/suburban agglomerations and other densely populated areas. An extensive network of EV charging stations is a major factor for using electric vehicles. The main method of EV charging is to connect the on-board charger to the AC power supply. An alternative method of EV charging is to connect the outboard charger to the DC power supply. There are three main options to connect an EV to a charging station: using a special power cable; with a pantograph; via wirelesses connection. A standardized interface between the electric vehicle and infrastructure seems to be one of the most topical challenges in the world of electric mobility. International standards cover payment accounting systems for electricity and provide specifications on the equipment and protocols for meter data exchange. There is an urgent need to draw up national or regional metrological regulations for EV charging. The issue of international and regional standardization of DC electricity meters for using at charging stations remains pressing., Электрическая мобильность является быстро развивающейся сферой, поэтому электроэнергия рассматривается как один из основных альтернативных видов топлива. Электричество является особенно привлекательным источником энергии для использования электромобилей в городских/загородных агломерациях и других густонаселенных районах. Разветвленная сеть зарядных станций для электромобилей является основным фактором использования электромобилей. Основным методом зарядки является подключение электромобиля к источнику питания переменного тока. Альтернативным способом зарядки является подключение электромобиля к источнику питания постоянный тока. Существует три основных варианта подключения электромобиля к зарядной станции: с помощью специального кабеля питания; с помощью пантографа; беспроводное подключение. Наблюдается острая потребность в разработке национальных или региональных метрологических правил для зарядки электромобилей., Електрична мобільність є сферою, що швидко розвивається, тому електроенергія розглядається як один з основних альтернативних видів палива. Електрика є особливо привабливим джерелом енергії для використання електромобілів у міських/приміських агломераціях та інших густонаселених районах. Розгалужена мережа зарядних станцій для електромобілів є основним фактором використання електромобілів. Заряджання електромобілів має використовувати інтелектуальні системи вимірювання для підвищення стабільності електричної системи шляхом підзарядки батареї від мережі під час низького загального споживання електроенергії. Основним методом зарядки є підключення електромобіля до джерела живлення змінного струму. Альтернативним методом зарядки є підключення електромобіля до джерела живлення постійного струму. Існує три основних варіанти підключення електромобіля до зарядної станції: за допомогою спеціального кабелю живлення; за допомогою пантографа; бездротове підключення. Стандартизований інтерфейс між електромобілем та інфраструктурою здається однією з найнагальніших проблем у світі електричної мобільності. Для контактних інтерфейсів для зарядних станцій використовується напруга змінного струму до 1000 В і напруга постійного струму до 1500 В. Міжнародні стандарти охоплюють платіжні системи обліку електроенергії, надають специфікації обладнання та протоколів для обміну даними лічильників. Існує нагальна потреба в розробці національних або регіональних метрологічних правил для зарядки електромобілів. Зарядна станція може містити лічильник для вимірювання електричної активної енергії змінного струму з уже проведеною оцінкою відповідності. В іншому разі можна провести окрему оцінку відповідності для зарядної станції. Актуальним залишається питання міжнародної та регіональної стандартизації лічильників електроенергії постійного струму для використання у зарядних станціях.

Желяскова А.З. Цифрова система керування швидкістю електромобіля. КПІ ім. Ігоря Сікорського, Київ, 2022. Проєкт містить 65 с. тексту, 33 рисунків, 7 таблиць, посилання на 20 літературних джерел, 1 додаток та 4 конструкторських документів. Об’єктом розробки є електромобіль. Метою розробки – підвищення ефективності керування швидкістю електромобіля. У дипломному проєкті розроблено цифрову модель системи керування швидкістю електромобіля. Система забезпечує більш ефективне та плавне керування швидкістю при зміні дорожніх умов. Розроблено структурну та функціональну схеми, розроблено математичну модель. Для забезпечення заданої швидкості руху розроблено цифровий регулятора, який заснований на виборі бажаних передавальних функцій замкнутої системи. Отримані результати можуть бути корисними при автоматизації систем керування швидкістю електромобілем. Zheliaskova A.Z. Digital speed control system for electric vehicles. Igor Sikorsky, KPI. Kyiv, 2022. The project contains 65 pages. text, 33 figures, 7 tables, links to 20 literary sources, 1 annexes and 4 design documents. The object of development is the electric car. The purpose of the development – to increase the efficiency of electric vehicle speed control. In the diploma project the digital model of control system of speed of the electric car is developed. The system provides more efficient and smooth speed control when changing road conditions. The structural and functional schemes are developed, the mathematical model is developed. To ensure a given speed, a digital controller has been developed, which is based on the selection of the desired transmission functions of a closed system. The obtained results can be useful in the automation of speed control systems for electric vehicles.

Purpose. To determine for the developed electromechanical control system of a 4-drive electric vehicle, the power of the drives and the coefficients of the gearboxes that ensure the minimum energy consumption during acceleration from 0 to 100 km / h in 5 s. Research methods. Mathematical analysis and modeling. Findings. The proposed solution is to determine, for a given vehicle dynamics (acceleration from 0 to 100 km / h in 5 s), by mathematical modeling, values of drive powers and gear ratios, which increase the efficiency of the electromechanical system. The condition for increasing the efficiency is to minimize the consumption of electrical energy for acceleration. The developed computer model of the electromechanical control system of the 4 - drive electric vehicle allows to carry out researches on definition of electromechanical parameters of the control system providing the minimum energy consumption at dispersal from 0 to 100 km / h for 5 s. The current consumed by the drives was determined by studying the energy characteristics of the drives obtained on a previously developed laboratory stand. Gear ratios and drive power have been found to provide minimum power consumption when accelerating a 4-wheel drive electric vehicle. From the obtained data it is seen that for each power studied there are minima in the range of gear ratios 1-3,4. Also in the course of the research it was found that among the studied powers of 30-160 kW there is a drive that uses less energy. For the studied electric vehicle, these are four drives of 75 kW with a reduction factor of 3,3. The presence of minima in the interval between the gear ratios and the interval of the studied drive powers is explained by the variability of the engine efficiency in the load ranges varying from 0.3 to 2 times and the engine shaft speed of 0-3000 rpm, due to varying degrees of loss impact, the dynamic modes of the drive. Originality. The study of energy characteristics based on the developed control system for a 4-wheel drive vehicle makes it possible to find the electromechanical parameters of the system that provide a minimum of energy consumption during acceleration from 0 to 100 km/h in 5 s. Practical value. The electromechanical parameters of the control system of the 4-drive electric vehicle obtained as a result of research allow to receive economy of electric energy at dispersal from 0 to 100 km / h for 5 s in 2-3% within one experimental nominal power of the engine., Цель работы. Определить, для разработанной электромеханической системы управления 4-х приводного электрического транспортного средства, мощности приводов и коэффициенты редукторов, обеспечивающих минимальное потребление энергии при разгоне от 0 до 100 км/ч за 5 секунд. Методы исследования. Математический анализ имоделирование. Полученные результаты. Предложенное решение состоит в определении для заданной динамики транспортного средства (разгон от 0 до 100 км/ч за 5 с) путем математического моделирования, значений мощностей приводов и коэффициентов редукторов, способствующих повышению КПД электромеханической системы. Условием повышения КПД является минимизация расхода электрической энергии на разгон. Разработанная компьютерная модель электромеханической системы управления 4 - приводного электрического транспортного средства позволяет провести исследование определения электромеханических параметров системы управления, обеспечивающих минимальное потребление энергии при разгоне от 0 до 100 км/ч за 5 с. Определение потребляемого приводами тока проводилось путем исследования энергетических характеристик приводов, полученных на разработанном ранее лабораторном стенде. Обнаружены коэффициенты редукторов и мощность привода, обеспечивающая минимальное потребление электрической энергии при разгоне 4-приводного электрического транспортного средства. Из полученных данных видно, что для каждой изучаемой мощности существуют минимумы на промежутке коэффициентов редукторов 1-3,4. Также в процессе исследования обнаружено, что среди исследуемых мощностей 30-160 кВт существует привод, использующий меньшее количество энергии. Для исследуемого электрического транспортного средства это четыре привода по 75 кВт с коэффициентом редуктора 3,3. Наличие минимумов на промежутке коэффициентов редукторов и промежутке исследуемых мощностей приводов, объясняется изменчивостью КПД двигателя в диапазонах нагрузки, варьирующихся от 0,3 до 2 раз и частот вращения вала двигателя 0-3000 об/мин, обусловленное различной степенью воздействия потерь, в динамических режимах работы привода. Научная новизна. Исследование энергетических характеристик на основе разработанной системы управления 4-х приводным транспортным средством позволяет найти электромеханические параметры системы, обеспечивающие минимум потребления энергии при разгоне от 0 до 100км/ч за 5 с. Практическая ценность. Полученные, в результате исследования, электромеханические параметры системы управления 4-х приводным электрическим транспортным средством позволяют в пределах одной мощности двигателя получить экономию электрической энергии на разгон от 0 до 100 км/ч за 5 c в 2-3%., Мета роботи. Визначити для розробленої електромеханічної системи керування 4-приводного електричного транспортного засобу потужності приводів та коефіцієнти редукторів, що забезпечують мінімальне споживання енергії при розгоні від 0 до 100 км/год за 5 с. Методи дослідження. Математичний аналіз та моделювання. Отримані результати. Запропоноване рішення полягає у визначенні, для заданої динаміки транспортного засобу (розгін від 0 до 100 км/год за 5 с), шляхом математичного моделювання, значень потужностей приводів та коефіцієнтів редукторів, що сприяють підвищенню ККД електромеханічної системи. Умовою підвищення ККД є мінімізація витрат електричної енергії на розгін. Розроблена комп'ютерна модель електромеханічної системи керування 4 - приводного електричного транспортного засобу дозволяє провести дослідження щодо визначення електромеханічних параметрів системи керування, що забезпечують мінімальне споживання енергії при розгоні від 0 до 100 км/год за 5 с.Визначення споживаного приводами струму проводилось шляхом дослідження енергетичних характеристик приводів, які отримано на розробленому раніше лабораторному стенді. Знайдено коефіцієнти редукторів та потужність приводу, що забезпечує мінімальне споживання електричної енергії при розгоні 4-приводного електричного транспортного засобу. З отриманих даних видно, що для кожної досліджуваної потужності існують мінімуми на проміжку коефіцієнтів редукторів 1-3,4. Також у процесі дослідження виявлено, що серед досліджуваних потужностей30-160 кВт існує привод, який витрачає меншу кількість енергії. Для досліджуваного електричного транспортного засобу– це чотири привода по 75 кВт з коефіцієнтом редуктора 3,3.Наявність мінімумів на проміжку коефіцієнтів редукторів і проміжку досліджуваних потужностей приводів, пояснюється мінливістю ККД двигуна в діапазонах навантаження, що варіюються від 0,3 до 2 разів та частот обертання валу двигуна 0-3000 об/хв, обумовлене різним ступенем впливу втрат, що виникають у динамічних режимах роботи приводу. Наукова новизна. При дослідженні енергетичних характеристик на основі розробленої системи керування 4- приводним транспортним засобом знайдено електромеханічні параметри системи, що забезпечують мінімум споживання енергії при розгоні від 0 до 100 км/год за 5 с. Практична цінність. Отримані в результаті дослідження електромеханічні параметри системи керування 4-х приводним електричним транспортним засобом дозволяють в межах однієї дослідної номінальної потужності двигуна отримати економію електричної енергії при розгоні від 0 до 100 км/год за 5 с в 2-3%.

Problem. The advantages of the electric car (EV) are well-known – it is environmentally friendly, quiet and the most important feature is a radical reduction in the cost of operating the EV compared to a conventional car with an internal combustion engine. Cost savings are due to the fact that its "refueling" comes from a conventional electrical outlet. No need to periodically change engine oil, filters, belts and other consumables. Also, you will spend less time and money on maintenance. So, by converting traditional cars from internal combustion engines to EVs, you are making your best and real contribution to improving the ecological space around you. Goal. The goal is conducting a study on the conversion of the car from the internal combustion engine to the EV with the calculation of the payback period of the converted car. Methodology. Analytical methods of research on the methods of conversion of traditional cars from internal combustion engines to EV were used as well as the physical methods of calculating the action of forces acting on the car and determining the speed of its movement. Also, the methods of experimental research and mathematical methods of processing and modulation of the obtained results and the methods of calculating technical and economic indicators were used. Results. The study was conducted on the conversion of the car from an internal combustion engine to an EV. The main elements of re-equipment were considered. The analysis was carried out and the sequence of actions on definition of power of the electric motor for the electric car was offered. The calculation of economic indicators of car conversion on the basis of ZAZ "Sens" in EV was performed. The results of the calculation show that in the 3rd year of operation of the converted car the cost of conversion will be reimbursed. Originality. On the example of ZAZ "Sens" the power of the traction motor for its conversion into EV was calculated. The graphical dependence of the traction motor power on the EV speed was constructed. The calculations and the dependence of the power of the traction motor on the road slope when moving EV at a certain speed were performed. Practical value. Conversion of cars from internal combustion engines to EV is expedient and economically advantageous for companies engaged in various services for the delivery of goods within the city. Also, it is beneficial to companies and firms engaged in car rental. But here it should be borne in mind that a well-developed charging infrastructure is required within the city., Проведено аналіз та запропоновано послідовність дій щодо визначення потужності електродвигуна для електромобіля. Проведено розрахунок потужності тягового електродвигуна для переобладнання автомобіля з ДВЗ в електромобіль. Побудовано графічну залежність потужності тягового електродвигуна від швидкості електромобіля. Виконано розрахунок економічних показників переобладнання автомобіля.

Purpose. Development of a torque measuring unit as part of a laboratory complex for studying the energy characteristics of electric drives for the purpose of mathematical modeling of the dynamic operating modes of an electric vehicle drive. Research methods. Physical experiment, regression analysis, interpolation. Findings. A torque measuring unit has been developed as part of a laboratory complex for studying the energy characteristics of electric vehicle drives, the design of which allows creating a torque on the shaft of the engine under study using a load and measuring it with a strain gauge force sensor. The laboratory stand together with the developed torque measuring unit corresponds to the required range and measurement accuracy. The experimental data obtained at the test bench make it possible to determine the dependence of the energy consumed by the drive on the mechanical power on the shaft of the engine under study, which makes it possible to analytically describe the drive under study and carry out mathematical modeling in the context of studying the influence of mechanical parameters on the consumed energy in dynamic modes of operation. Originality. A method for measuring torque on the motor shaft for studying the energy characteristics of electric vehicle drives has been developed. This method is based on the contact method of measurement, which uses 2 motors (loading and testing) and strain gauge force sensor and differs from others in the design that creates a moment on the shaft of the test motor.The result of processing the experimental data obtained by this method is the analytical dependence of the energy consumed by the drive on the value of the mechanical power on the shaft, the parameters of which are the angular speed and torque of the engine. The specified energy characteristic of the drive makes it possible, by means of mathematical modeling, to determine the electromechanical parameters of the drive, minimizing its energy consumption in dynamic modes of operation. Practical value. A method for measuring the moment on the motor shaft is proposed, with the help of which the dependence of the energy consumed by the drive on the mechanical power on the motor shaft is determined in an analytical form, which allows by mathematical modeling to find the electromechanical parameters of the system that increase the energy efficiency of the drive of an electric vehicle., Цель работы. Разработка узла измерения крутящего момента в составе лабораторного комплекса для исследования энергетических характеристик электроприводов с целью математического моделирования динамических режимов работ привода электрического транспортного средства. Методы иссследования. Физический эксперимент, регрессионный анализ, интерполяция. Полученные результати. Разработан узел измерения крутящего момента в составе лабораторного комплекса исследования энергетических характеристик приводов электрических транспортных средств, конструкция которого позволяет создавать крутящий момент на валу исследуемого двигателя с помощью нагрузочного и измерять его тензометрическим датчиком силы. Лабораторный стенд совместо с разработанным узлом измерения момента соответствует требуемому диапазону и точности измерений. Полученные на стенде экспериментальные данные позволяют определить зависимость потребляемой приводом энергии от механической мощности на валу исследуемого двигателя, что дает возможность аналитически описать исследуемый привод и провести математическое моделирование в контексте исследования влияния механических параметров на потребленную энергию в динамических режимах работы. Научная новизна. Разработан способ измерения крутящего момента на валу двигателя для исследования энергетических характеристик приводов электрических транспортных средств. Указанный способ базируется на контактном методе измерения, который использует 2 двигателя (нагрузочный и исследуемый) и тензометрический датчик силы и отличается от других конструкцией, что создает момент на валу исследующего двигателя. Результатом обработки экспериментальных данных, полученных данным способом, является аналитическая зависимость потребляемой приводом энергии от значения механической мощности на валу, параметрами которой являются угловая скорость и крутящий момент двигателя. Указанная энергетическая характеристика привода позволяет путем математического моделирования определить электромеханические параметры привода, минимизирующие его энергопотребление в динамических режимах работы. Практическая ценность. Предложен способ измерения момента на валу двигателя, с помощью которого определена в аналитическом виде зависимость потребляемой приводом энергии от механической мощности на валу двигателя, что позволяет путем математического моделирования найти электромеханические параметры системы, повышающие энергоэффективность привода электрического транспортного средства., Мета роботи. Розробка вузла вимірювання крутного моменту, у складі лабораторного комплексу для дослідження енергетичних характеристик електроприводів з метою математичного моделювання динамічних режимів роботи приводу електричного транспортного засобу. Методи дослідження . Фізичний експеримент, регресійний аналіз, інтерполяція. Отримані результати. Розроблено вузол вимірювання крутного моменту у складі лабораторного комплексу дослідження енергетичних характеристик приводів електричних транспортних засобів, конструкція якого дозволяє створювати крутний момент на валу досліджуваного двигуна за допомогою навантажувального і вимірювати його тензометричним датчиком сили. Лабораторний стенд разом із розробленим вузлом вимірювання моменту відповідає необхідному діапазону та точності вимірювань. Отримані на стенді експериментальні дані дозволяють визначити залежність споживаної електроприводом енергії від механічної потужності на валу досліджуваного двигуна, що дає можливість аналітично описати досліджуваний привод і провести математичне моделювання в контексті дослідження впливу механічних параметрів на спожиту енергію в динамічних режимах роботи. Наукова новизна. Розроблено спосіб вимірювання крутного моменту на валу двигуна для дослідження енергетичних характеристик приводів електричних транспортних засобів. Вказаний спосіб базується на контактному методі вимірювання, який використовує 2 двигуна (навантажувальний і досліджувальний) та тензометриичний датчик сили, відрізняється від інших конструкцією, що створює момент на валу досліджувального двигуна. Результатом обробки експериментальних даних, отриманих даним способом, є аналітична залежність споживаної приводом енергії від значення механічної потужності на валу, параметрами якої є кутова швидкість і крутний момент двигуна. Зазначена енергетична характеристика приводу дозволяє шляхом математичного моделювання визначити електромеханічні параметри приводу, що мінімізують його енергоспоживання у динамічних режимах роботи. Практична цінність. Запропоновано спосіб вимірювання моменту на валу двигуна, за допомогою якого визначена в аналітичному вигляді залежність енергії, що споживається приводом, від механічної потужності на валу двигуна. Це дозволяє шляхом математичного моделювання знайти електромеханічні параметри системи, що підвищують енергоефективність приводу електричного транспортного засобу.

Актуальність теми. Електромобілі відіграють важливу роль у розвитку транспортної системи, що забезпечить зменшення шкідливих викидів шляхом використання альтернативних джерел енергії та акумуляції. Враховуючи те, що більшість виробників , поступово переходять на технології виробництва електромобілів, попит на дані види транспорту різко зростає. Результатом збільшення попиту на електромобілі – є різке збільшення споживання електроенергії, особливо в періоди пікового навантаження, що призводить до дефіциту потужності та необхідності модернізації системи електропостачання. Більш ефективним вирішенням даної проблеми є впровадження Smart системи станцій зарядки, що дозволить забезпечити значну економію коштів. Власники електромобілів, завдяки використанню змінних у часі тарифів, що пропонують нижчі ціни на електроенергію в певні періоди доби, особливо в години мінімуму навантаження, зможуть заощаджувати значні кошти і до того ж отримувати додаткові бонуси. До того ж, згідно з концепцією реверсивного використання електромобілів Vehicle-to-grid (V2G) – більшість електромобілів можуть підключатися до загальної мережі як для підзарядки, так і для видачі потужності до мережі. У власників електроавтомобілів з технологією V2G буде можливість продавати електроенергію в енергосистему в години, коли автомобіль не використовується, і відповідно заряджати автомобіль в години коли електроенергія є дешевою. Отже, впровадження Smart системи станцій зарядки дозволить: - ефективно використовувати можливості електроавтомобілів з оптимізацією та плануванням процесу заряджання. - дозволити власникам електроавтомобілів заощаджувати кошти, використовуючи загальну інформацію про стан авто та нічні тарифи на електроенергію. - Зменшити вплив на навантаження мережі шляхом впровадження динамічної тарифікації. Метою магістерської дисертації є дослідження існуючих систем Smart станцій зарядки, що дозволяють оптимізувати навантаження на мережу шляхом збору інформації про потужність споживання окремих точок локальних зарядних станцій, для впровадження динамічної тарифікації. Об’єктом дослідження є процес заряджання електромобіля в умовах контрольованого збору даних для оптимізації роботи мережі. Предметом дослідження є Smart системи станцій зарядки на основі збору локальних даних та динамічної зміни цін. Методи дослідження. Дослідження засновані на методах обчислювальної математики, теорії надійності, системному аналізі, прикладному статистичному аналізі, використанні сучасних комп’ютерних програм, а саме MatCad. Наукова новизна результатів дослідження. Проведено дослідження режимів роботи Smart систем станцій зарядки в умовах динамічної зміни тарифів, що дозволило виявити напрями для ефективної оптимізації процесу заряджання з урахуванням параметрів навантаження мережі. Розроблено алгоритм оптимізації процесу заряджання електромобілів з моделюванням графіків зарядки, що відображають діючий струм та зарядну потужність для подальшого використання в розробці Smart станції зарядки та регулювання змінних в часі тарифів. Практичне значення отриманих результатів. Отримані результати моделювання можуть використовуватися: - для удосконалення існуючих Smart систем зарядки електромобілів та оптимізації процесу заряджання. - для запровадження тарифних зон в залежності від загального графіку навантаження та потужності локальних електростанцій. - при дослідження графіків заряду різних типів електромобілей. - при впровадженні концепції V2G для інтеграції електроавтомобілів в роботу мережі. Actuality of theme. Electric vehicles play an important role in the development of the transport system, which will ensure the reduction of harmful emissions through the use of alternative energy sources and accumulation. Taking into account the fact that most manufacturers are gradually switching to electric vehicle production technologies, the demand for these types of transport is growing sharply. The result of increased demand for electric vehicles is a sharp increase in electricity consumption, especially during peak load periods, which leads to capacity shortages and the need to modernize the power supply system. A more effective solution to this problem is the introduction of a Smart system of charging stations, which will allow for significant cost savings. Owners of electric cars, thanks to the use of time-variable tariffs, which offer lower prices for electricity in certain periods of the day, especially during the hours of minimum load, will be able to save significant money and, in addition, receive additional bonuses. In addition, according to the concept of reversible use of electric vehicles Vehicle-to-grid (V2G) - most electric vehicles can be connected to the general grid both for recharging and for outputting power to the grid. Owners of electric cars with V2G technology will have the opportunity to sell electricity to the grid during hours when the car is not in use, and accordingly charge the car during hours when electricity is cheap. Therefore, the implementation of the Smart system of charging stations will allow: - effectively use the capabilities of electric cars with optimization and planning of the charging process. - allow owners of electric cars to save money by using general information about the condition of the car and nightly electricity tariffs. - Reduce the impact on the network load by implementing dynamic pricing. The goal of the master's thesis is to study the existing Smart charging station systems, which allow optimizing the load on the network by collecting information about the power consumption of individual points of local charging stations, for the implementation of dynamic pricing. The object of research is the process of charging an electric car under the conditions of controlled data collection to optimize the operation of the network. The subject of research is Smart systems of charging stations based on local data collection and dynamic price changes. Research methods. Research is based on methods of computational mathematics, reliability theory, system analysis, applied statistical analysis, use of modern computer programs, namely MatCad. Scientific novelty of the research results. A study of the modes of operation of Smart systems of charging stations in the conditions of dynamic changes in tariffs was carried out, which made it possible to identify directions for effective optimization of the charging process taking into account network load parameters. An algorithm for optimizing the charging process of electric vehicles with simulation of charging graphs reflecting the operating current and charging power has been developed for further use in the development of Smart charging stations and regulation of time-varying tariffs. Practical significance of the obtained results. The obtained simulation results can be used: - to improve existing Smart charging systems for electric vehicles and optimize the charging process. - to introduce tariff zones depending on the general load schedule and capacity of local power plants. - when studying charge schedules of various types of electric vehicles. - when implementing the V2G concept for the integration of electric vehicles into the operation of the network.

Problem. Development and implementation of green technologies is both an urgent and a cost-effective scientific and engineering task. Therefore, the issues related to the study of renewable energy sources, which are used as the main sources of energy for electric vehicles, are quite relevant and promising. At the same time, an equally important question is how profitable is building solar charging stations in terms of both ecology and economy. Goal. The aim is calculation and analysis of technical and economic indicators of a solar charging station for electric vehicles (EV). Methodology. The analytical methods of studying the development and application of the ways and devices to transform the energy of the sun into electricity are used, as well as the methods of experimental research and mathematical methods of processing and modulation of the received results; methods of calculating technical and economic indicators. Results. The review of the literature on the development of renewable energy sources, in particular, solar power plants, and the spread of electric vehicles with the gradual displacement (replacement) of traditional cars working on internal combustion engines with electric vehicles (BEV and PHEV) was made. The main parameters and technical characteristics of the solar-powered charging station (SPCS) were studied. For the analysis and calculation of technical and economic indicators of SPCS for EV it is offered to take a SPP with a capacity of 20 kW as a basis. The calculation of SPCS electricity generation both for own consumption and for power supply of EV and the sale of surplus electricity to the general network at the “green tariff” was carried out. Originality. The technical and economic calculation of SCS was made taking into account the rise of electricity prices in Kharkiv region (Ukraine). Practical value. According to the analysis of the obtained results, it can be said that the payback period of SPCS for EV is about 7.9 years. If we consider the constant increase in the cost of electricity (approximately 15% per year), we can expect the payback after 6.8 years of operation., Проблема. Розробка та впровадження зелених технологій є не тільки актуальною, а й економічно вигідною науковою та інженерною задачею. Тому питання пов’язані з дослідженням роботи поновлювальних джерел енергії, які використовуються як основні джерела енергії для електротранспорту є достатньо актуальними та перспективними. Разом з цим, не менш актуальним питанням є наскільки вигідно не лише з екологічної точки зору, а й з економічної розбудовувати сонячні зарядні станції? Мета. Розрахунок та аналіз техніко-економічних показників сонячної зарядної станції для електромобілів (EV). Методологія. Використані аналітичні методи дослідження з розробки та застосування методів та пристроїв для перетворення енергії сонця на електричну. Використано методи експериментальних досліджень та математичні методи обробки та модулювання отриманих результатів. Методи розрахунку техніко-економічних показників. Результати. Проведено огляд літературних джерел щодо розвитку поновлювальних джерел енергії, зокрема, сонячних електростанцій, та поширенню електромобілів з поступовим витісненням (заміною) традиційних автомобілів з ДВЗ електромобілями (BEV and PHEV). Проведено дослідження основних параметрів та технічних характеристики сонячної зарядної станції (СЗС). Для проведення аналізу та розрахунку техніко-економічних показників СЗС для EV запропоновано взяти за основу СЕС потужністю 20 кВт. Проведено розрахунок генерації електроенергії СЗС як для власного споживання, так і для живлення EV та продажу надлишку електроенергії у загальну мережу за «зеленим тарифом». Оригінальність. Проведено техніко-економічний розрахунок СЗС з урахуванням подорожчання електроенергії на території Харківської області (Україна). Практичне значення. За аналізом отриманих результатів можна зазначити, що термін окупності СЗС для EV складає близько 7,9 років. Якщо врахувати постійне зростання вартості електроенергії (приблизно на 15 % в рік), то можна очікувати, що окупність настане на 6,8 році її експлуатації.

The modes of operation of power transformer substations 6 (20)/0.4 kV are analyzed. Scientific and technical solutions for the use of electric vehicles as prosumers of electric energy are substantiated. The potential influence of electric cars on electricity losses in "smart" electric networks is determined. Feasibility study of expediency of using electric mobiles as prosumers from the standpoint of loss reduction and efficiency of network equipment use is given. Quantitative indicators of the potential of equalization of the daily schedule of electric loads of the typical area of consumers of city electric networks are determined. The main indicator is the reduction of electricity losses in transformers by 7-10% compared with the existing ones when regulating the mode from the side of 0.4 kV with help of electric vehicles. Additionally, the possibility of increasing the capacity of electrical networks up to 45% identified., Проаналізовано режими роботи електричних міських ТП 6(20)/0,4 кВ. Обґрунтовано науково-технічні рішення щодо використання електромобілів у якості просьюмерів електричної енергії. Визначено потенціал впливу електромобілів на втрати електричної енергії в «розумних» електричних мережах. Надано техніко-економічне обґрунтування доцільності використання електромобілів у якості просьюмерів з позицій зниження втрат та ефективності використання обладнання мереж.

Магістерська робота містить сторінок – 140, рисунків – 42, таблиць – 38 і графічну частину на 5 плакатах формату А1. Структура магіс терської дисертації мають наступні розділи: 1. Аналітичний огляд 2. Розрахунок та вибір основних елементів електромеханічної частини 3. Векторне керування моментом, швидкістю та потокозчепленням асинх ронних двигунів з ослабленням поля 4. Вибір обладнання 5. Розробка схеми принципової 6. Розробка стартап-проекту Метою роботи є розробка та створення процедур розробки електромо біля на готовому шасі для міських перевезень. В процесі виконання дисертації здійснено аналітичний огляд сучасної літератури, проведено порівняльний аналіз типових двигунів, акумуляторних батарей та систем керування батареями, які найчастіше застосовуються розг лянуто існуючі структури їх побудови Обрано основні вузли силової частини електромобіля. Розглянуто алго ритми векторного керування моментом тягового електродвигуна та промоде льовано необхідні режими роботи системи електроприводу електромобіля. Графічна частина включає: структурну схему алгоритмів, функціона льну та принципову схему силової частини, графіки динамічних процесів та фото встановленного обладнання. The master's dissertation contains 140 pages, 42 drawings, tables - 38 and a graphic part on 5 posters of A1 format. The structure of the master's dissertation has the following sections: 1. Analytical review 2. Calculation and selection of the main elements of the electromechanical part 3. Vector control of torque, speed and flux coupling of induction motors with field weakening 4. Choice of equipment 5. Development of the basic scheme 6. Development of a startup project The aim of the work is to develop and create procedures for the development of electric vehicles on the finished chassis for urban transport. In the course of the dissertation the analytical review of modern literature is carried out, the comparative analysis of typical engines, accumulators and control systems of batteries which are most often applied is carried out. The existing struc tures of their construction are considered. The main components of the power part of the electric car are selected. Field orientated control of the torque and speed of electric motor are considered and main operating modes of the electric drive system of the electric car are modeled. The graphic part includes: block diagram of algorithms, functional and sche matic diagram of the power part, graphs of dynamic processes and photos of installed equipment.