Система рекуперации кинетической энергии
Этот пример показывает операцию Системы рекуперации кинетической энергии (KERS) на автомобиле Формулы-1. Модель позволяет исследовать преимущества. Во время торможения энергия сохранена в литий-ионном аккумуляторе и суперконденсаторе комбинации. Принято, что максимум 400KJ энергии должно быть обеспечено за один круг максимальной степени в 60KW. Расчётные параметры - вес батареи, суперконденсатор и генератор. Если все эти параметры установлены на очень маленькое значение 0,01 кг, время круга составляет 95,0 секунд, что соответствует автомобилю без KERS. С набором значений по умолчанию здесь, приблизительно 1/4 секунды экономии на время круга при использовании любой доступной электрической степени, если нет торможения. Применение KERS требует применения большого суперконденсатора, чтобы показать значительное преимущество.
Эта модель показывает, как Simscape™ Electrical™ и Simscape могут использоваться для поддержки разработки системы. Эффективность KERS является комплексным компромиссом между массами трех основных компонентов (батарея, суперконденсатор и генератор), плюс стратегия управления энергопотреблением. Система KERS добавляет массу, которая уменьшает ускорение от двигателя. Сохраненная электроэнергия от торможения должна быть большой чтобы компенсировать это. Литий-ионные батареи имеют очень высокую энергию на единицу массы, но плохую мощность на единицу массы. И наоборот, суперконденсатор имеет относительно низкую энергию на единицу массы, но очень высокую мощность на единицу массы, которая подходит для этого конкретного применения.
Модель
Подсистема привода PMSM
Подсистема батарей и суперконденсаторов
Предсказать скорость на углу, если используется максимальное торможение Подсистемы
Результаты симуляции из Simscape Logging
Рисунок ниже показывает скорость автомобиля во время одного круга. Драйвер знает максимальную скорость движения транспортного средства по углам на дорожке и применяет тормоза для достижения этой скорости в углу.
В график ниже сравниваются две стратегии использования электропривода во время ускорения. Одна стратегия использует электрическую силовую установку во время всех углов, другая использует ее только на выбранных углах. Различие легче всего увидеть на графике крутящего момента двигателя, где выбранная стратегия углов показывает нулевой крутящий момент от мотора во время ряда углов на круге (быстрое замедление и ускорение).
