ОБОСНОВАНИЕ МАССА-ГАБАРИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БОРТОВЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ОСНОВЕ РЕКУПЕРАТИВНЫХ ЦИКЛОВ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2026-144-3-16-29Ключевые слова:
Электроподвижной состав, рекуперативная энергия, накопитель энергии, литий-ионный аккумулятор, массогабаритные показатели, осевая нагрузка, расчет прочности, энергоэффективность.Аннотация
В статье рассмотрены вопросы обоснования массогабаритных характеристик бортовых накопителей энергии электроподвижного состава (ЭПС) на основе параметров циклов рекуперативного торможения. Предложен оптимальный вариант размещения накопителей в подвагонном пространстве моторного вагона. Разработана методика расчета необходимого количества литий-ионных аккумуляторных модулей, определены суммарная масса и объемные показатели системы.
С использованием программного комплекса Ansys Workbench проведен численный анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) рамы вагона после монтажа оборудования. Результаты моделирования подтвердили сохранение конструктивной прочности и соответствие осевых нагрузок нормативным требованиям. Проведен сравнительный анализ эксплуатационных показателей базового и модернизированного электропоезда. Результаты показали, что внедрение бортовых накопителей позволяет повысить КПД системы тяги на 16,6% и снизить энергопотребление на 17,5%.
Библиографические ссылки
Шевлюгин М.В. Использование накопителей энергии на электрическом подвижном составе // Наука и техника транспорта. — 2013. — № 2. — С. 10–15.
Гапеев С.Н. Повышение эффективности рекуперативного торможения электроподвижного состава. — М.: Транспорт, 2015. — 180 с.
Ghaviha, N., Campillo, J., Bohlin, M., & Dahlquist, E. (2019). Review of Energy Storage Systems for Railway Applications. Applied Energy, 226, 459-468. [Scopus, Q1].
Ciccarelli, F., Iannuzzi, D., & Lauria, D. (2020). Stationary and On-Board Storage Systems for Energy Management in Electric Railway Systems. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 21(11), 4521-4535.
Mayet, C., Delarue, P., Bouscayrol, A., & Chatroux, D. (2019). Comparison of Different Energy Storage Systems for a Hybrid Electric Locomotive. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 68(3), 2243-2254.
Zhang, G., & Tian, Z. (2021). Optimization of Energy Storage System Capacity for Suburban Railway Trains Considering Regenerative Braking. Energies, 14(18), 5892.
Wang, J., & Wang, Q. (2022). Structural Integrity and Strength Analysis of Railway Carbody Frames Under Heavy Loads Using Finite Element Method. International Journal of Rail Transportation, 10(4), 415-430.
Luo, X., Wang, J., Dooner, M., & Clarke, J. (2023). Overview of Current Development in Electrical Energy Storage Technologies and the Application Potential in Railway Systems. Journal of Energy Storage, 62, 106821.
Brenna, M., Foiadelli, F., & Kaleybar, H. J. (2020). The Role of Energy Storage Systems in Electrified Railways and Future Hybrid Trains. Energies, 13(21), 5786.
Miyatake, M., & Ko, H. (2019). Optimization of Device Sizes and Regenerative Energy Utilization in Electric Railway Systems with Onboard Storage. IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 14(11), 1582-1589.
Аширбаев Г.К. Энергия жинақтағыштары бар электропоездардың тарту жүйесін модельдеу // Вестник КазАТК. — 2023. — № 4. — Б. 45–52.
Бабичков А.М., Егоров И.П. Тяга поездов. — М.: Транспорт, 1971. — 350 с.
Ansys Workbench User's Guide. Release 2023 R1. Ansys, Inc.
«ҚТЖ» ҰҚ» АҚ магистральдық желілерін пайдалану жөніндегі нормативтік құжаттар жинағы.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2026 Галымжан Аширбаев , Амандык Елшибеков, Габит Бакыт, Малик Жаманкулов, Берикхан Тлеужанов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
