Новый алгоритм сделает гибриды привлекательнее электрокаров

Новый алгоритм сделает гибриды привлекательнее электрокаров

Автомобили с гибридными силовыми установками получили серьезную поддержку в лице опубликованной в США программной разработки.

New_Algorythm_EMS_Control_Make_Hybrid_Cars_Cut_Fuel_Comsumption_30_Percent_Группе специалистов из Университета штата Калифорния, что располагается на территории Соединенных Штатов Америки, удалось разработать эволюционный алгоритм управления энергообеспечением двигательных установок в транспортном средстве, оснащенном разными типами моторов — электрическим и применяющим углеводородное топливо — бензин или дизтопливо. Речь идет о так называемых автомобилях-гибридах, появившихся на автомобильных дорогах одновременно со своими полностью электрифицированными собратьями — электромобилями, но при этом предлагаемых по более доступным ценам. Ценовой фактор, оказывающий прямое влияние на потребительский спрос на данный класс транспорта, повлиял и на решение автопроизводителей уделить гибридным машинам должное внимание при формировании планов на ближайшие годы — ведущие автоконцерны помимо перспективных электрокаров обещают вскоре массово выпускать и широкую номенклатуру гибридов. Остававшийся до настоящего момента ключевым финансовый вопрос обоснованности выпуска таких авто дополнился еще одним — серьезно улучшившимся показателем экономичности при использовании предложенной американцами системы управления «разномастными» двигателями в единой связке.

Каким же образом созданный специалистами во главе с научным сотрудником Центра экологических исследований и технологий (CE-CERT) Ксуивеем Ци алгоритм сделает гибриды привлекательнее электрокаров? Для понимания вопроса необходимо углубиться в анализ работы сцепки из двух видов двигателей — использующего в качестве энергии электричество электромотора и приводящего в движение колеса путем сжигания дизельного топлива или бензина ДВС. Принцип установки двух разных моторов под одним капотом основывается на наличии у двигателя внутреннего сгорания своеобразных «окон» в работе «на водителя», когда сжигаемый в цилиндрах бензин сгорает вхолостую — например, во время простаивания в автомобильных пробках и на светофорах, что обеспечивает уникальную возможность перенаправления вырабатываемой энергии в аккумуляторную емкость для пополнения запасов электричества, необходимого электродвигателю. Совместное же включение двух двигателей — запитываемого от аккумулятора электрического и обычного, внутреннего сгорания, обеспечивает ощутимую экономию топлива, одновременно уменьшая и объем выбрасываемых в атмосферу планеты загрязняющих веществ.

Как раз система управления энергопотреблением силовых установок (EMS) и стала целью для исследовательской работы инженеров, поставивших перед собой задачу по оптимизации «курсирующих» в автомашине потоков энергии для достижения серьезной экономии в расходе топлива. За основу ученые взяли природный механизм полета птиц в огромных стаях, при котором расположенные внутри формирования пернатые расходуют значительно меньше энергии на движение в воздухе, чем управляющие косяком «вожатые». Соответствующие исследования опубликованы научным сообществом еще много лет назад, и сегодня дали пищу для размышлений над улучшением технологии движения автомобилей с применением гибридного мотора калифорнийским инженерам. Главным «источником экономии» энергии для ведомых птиц в стае является оптимизация движений за счет отслеживания перемещений ведущих — корректировка траектории пернатых внутри формации осуществляется с гораздо меньшими энергетическими затратами. Похожим принципом специалисты решили воспользоваться и при модернизации системы управления энергопитанием гибридного двигателя, которую было решено в буквальном смысле «научить» заранее просчитывать энергопотребление на определенном участке трассы за счет анализа данных о предыдущих поездках по конкретному «куску» автомагистрали.

Информация о «запланированном» снижении потребления энергии во время «предсказанного» торможения перед препятствием или светофором обеспечивает умную электронику важнейшими данными, позволяющими активировать режим пополнения запасов содержащегося в аккумуляторах электричества именно в тот момент, когда это становится возможным. Простыми словами, электронный «мозг», основывающийся на собранных показаниях о передвижениях других транспортных средств в нужном районе дорожной инфраструктуры, заранее узнает точное время, когда «безболезненно» для сидящего за рулем автомобилиста удастся направить электроэнергию на «благие цели», то есть сформировать энергетический запас для второстепенного двигателя прямо на ходу. Когда педаль газа отдаляется от пола, а электроника в этот момент «убеждается» в образовании достаточной по продолжительности паузы в работе бензинового двигателя на увеличенных оборотах, запускается режим пополнения запасов батареи, что снижает энергетические потери двигательной установки — КПД гибрида после внедрения уникального алгоритма повысится на ощутимую величину.

По предварительным расчетам авторов разработки, оценивших предполагаемые результаты внедрения интересного технологического решения в лабораторных условиях, обновленная система управления энергопитанием двигателей гибридного автомобиля гарантированно сэкономит до 30% топлива. Для автовладельцев это означает сокращение расходов при движении по дорогам в привычном для автомобилиста режиме, а для государства и автопроизводителей — достижение отличных показателей экологичности с минимальными финансовыми и производственными потерями. Никаких дополнительных механизмов, конструкций или создания других типов моторов в этом случае попросту не требуется — все, что входит в процесс модернизации гибрида, укладывается в длинный компьютерный код специального программного алгоритма, управляющего работой системы EMS. Облегчается и процедура внедрения нововведения в промышленное производство — автоконцернам достаточно заинтересоваться предложением ученых, и впоследствии провести комплексные мероприятия по проверке разработки в реальных условиях эксплуатации машин-гибридов на протяжении условного периода времени — месяца или года, чтобы убедиться в достижении новых экологических критериев на «законных» основаниях.

По задумке авторов изобретения, установка умной автоматизированной системы управления энергопотоками в двигателях гибрида будет постоянно обмениваться данными с другими участниками дорожного движения, чтобы анализировать автомобильные привычки не только «собственного» водителя, но и получать аналогичные сведения о других автовладельцах. Сопоставление «поведения» водителей на определенных участках автомагистралей поможет сформировать общую картину об особенностях функционирования электромотора в связке с ДВС в конкретных географических координатах — заполняющиеся в часы пик многокилометровыми пробками дороги МКАДа, к примеру, станут для нового алгоритма отличным «индикатором», сообщающим о необходимости активизировать процесс подзарядки аккумуляторов во время длительного простоя. При всем этом достигаемая экономия оказывается по-настоящему «дармовой», а улучшение показателей расхода бензина — абсолютно бесплатным и для производителей машин, и для покупателей автомобилей с гибридными моторами.

Артем Сорокин
comments powered by HyperComments