avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2025-9-1-64-71ACAFJEavroen-36Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER AND CHEMICAL ENGINEERINGМоделирование, управление и регулирование энергопотребления гибридного автомобиляModelling, controlling and regulating the energy consumption of a hybrid vehicleМохаммадТаррафTarrafMohammad

ТАРРАФ МОХАММАД, аспирант кафедры «Автомобили»

125319, г. Москва, пр. Ленинградский, 64

TARRAF MOHAMMAD, Graduate Student of the Automobiles Department

Moscow, Leningradskiy Ave., 64, 125319

mohammadasaat90@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0349-0813ГаевскийВ. В.GayevskiyV. V.

ГАЕВСКИЙ Виталий Валентинович, доктор техни­ческих наук, доцент (Россия), профессор кафедры «Автомобили»

125319, г. Москва, пр. Ленинградский, 64

AuthorID (РИНЦ): 293298

AuthorID (SCOPUS): 57195109825

GAYEVSKIY Vitaliy Valentinovich, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of the Automobiles Department

Moscow, Leningradskiy Ave., 64, 125319

AuthorID (РИНЦ): 293298

AuthorID (SCOPUS): 57195109825

vit-life@rambler.ruМухаммадДибDeebMuhammad

ДИБ МУХАММАД, кандидат технических наук, ассистент кафедры «Электромеханика, электриче­ские и электронные аппараты»

111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, стр. 1

AuthorID (SCOPUS): 57216623195

DEEB MUHAMMAD, Candidate of Technical Sciences, Assistant of the Electromechanics, Electrical and Electronic Apparatuses Department

Moscow, Krasnokazarmennaya Str., 14, bld. 1, 111250

AuthorID (SCOPUS): 57216623195

muhamaddeeb002@gmail.comМосковский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)РоссияMoscow State Automobile and Road Construction State Technical UniversityRussian FederationНациональный исследовательский университет «МЭИ»РоссияNational Research University «Moscow Power Engineering Institute»Russian Federation202530032025916471Copyright © Мохаммад Т., Гаевский В.В., Мухаммад Д., 20252025Мохаммад Т., Гаевский В.В., Мухаммад Д.Tarraf M., Gayevskiy V.V., Deeb M.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/36

Растущий дефицит и стоимость ископаемого топлива в сочетании с осознанием проблем, свя­занных с глобальным потеплением, привели в последние годы к разработке гибридных транс­портных средств, которые в настоящее время являются промышленным решением для сни­жения потребления топлива, а значит, и выбросов CO2 и загрязняющих веществ. На этом фоне недавно был проведен ряд научно-исследовательских программ, посвященных моделированию гибридных автомобилей с целью определения оптимальной архитектуры, моделирования энер­гетического поведения и определения законов управления энергией; проектированию гибридных автомобилей с целью проверки компонентов и теоретически определенных законов управления энергией; испытаниям автомобилей с целью проверки их работы в реальных условиях. Данная статья посвящена моделированию и симуляции гибридного автомобиля с двумя источниками энергии: двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем. Для моделирования принята схема «последовательно-параллельного» гибридного исполнения, поэтому каждый компонент моделируется отдельно. Модель транспортного средства, взятая для моделирования, состо­ит из набора различных компонентных блоков путем их структурированного соединения. Для управления трансмиссией разрабатывается стратегия управления, роль которой заключается в выборе в каждый момент времени оптимального распределения мощности между различ­ными источниками энергии таким образом, чтобы минимизировать расход топлива и выбросы вредных веществ.

The increasing scarcity and cost of fossil fuels, combined with the awareness of global warming issues, have led in recent years to the development of hybrid vehicles, which are now an industrial solution to reduce fuel consumption and thus CO2 emissions and pollutants. Against this background, a number of research programmes have recently been conducted on hybrid vehicle modelling to determine the optimal architecture, simulate energy behaviour and define energy management laws; hybrid vehicle design to validate components and theoretically defined energy management laws; and vehicle testing to verify vehicle performance under real-world conditions. This paper focuses on modelling and simulation of a hybrid vehicle with two energy sources: an internal combustion engine and an electric motor. A ‘series-parallel’ hybrid scheme is adopted for modelling, so each component is modelled separately. The vehicle model taken for modelling consists of a set of different component blocks by connecting them in a structured manner. A control strategy is developed to control the powertrain, the role of which is to select at each instant of time the optimal power allocation between the different power sources in such a way as to minimize fuel consumption and emissions.

последовательно-параллельный гибридный автомобильдвигатель внутреннего сгоранияавтомобильная аккумуляторная батареястандартный европейский ездовой циклси­стема управления энергиейэлектродвигатель.series-parallel hybrid vehicleinternal combustion engineautomotive batterystandard European driving cycleenergy management systemelectric motor.ReferencesШабанов А. В., Ломакин В. В., Шабанов А. А., Сальни­ков В. И. Применение комбинированных силовых установок на автомобилях и экологическая безопасность окружающей среды // Известия МГТУ «МАМИ». 2013. № 1 (15). С. 232–239. EDN: QIMILT.Shabanov A. V., Lomakin V. V., Shabanov A. A., Sal′nikov V. I. Primeneniye kombinirovannykh silovykh ustanovok na avtomobilyakh i ekologicheskaya bezopasnost′ okruzhayushchey sredy [The use of combined power units in vehicles and environmental safety]. Izvestiya MGTU «MAMI». 2013. No. 1 (15). P. 232–239. EDN: QIMILT. (In Russ.).Alagarsamy T., Moulik B. Review on optimal design of hybrid electric vehicles and electric vehicles // 2018 3rd International Conference for Convergence in Technology (I2CT), Pune, India. 2018. P. 1–5. DOI: 10.1109/I2CT.2018.8529748.Alagarsamy T., Moulik B. A Review on Optimal Design of Hybrid Electric Vehicles and Electric Vehicles. 3rd International Conference for Convergence in Technology (I2CT). 2018. P. 1–5. DOI: 10.1109/I2CT.2018.8529748. (In Engl.).Thommyppillai M. P. Optimal path-tracking of virtual racecars using gainscheduled preview control: PhD thesis, Imperial College of London. London, United Kingdom. 2010. 177 p.Thommyppillai M. P. Optimal path-tracking of virtual racecars using gainscheduled preview control: PhD thesis, Imperial College of London. London, United Kingdom. 2010. 177 p. (In Engl.).Bradai S., Ghariani M., Guermazi A. Study of the traction chains of different models of electric vehicles with the ADVISOR tool // 2016 7th International Renewable Energy Congress (IREC), Hammamet, Tunisia. 2016. P. 1–6. DOI: 10.1109/IREC.2016.7478878.Bradai S., Ghariani M., Guermazi A. Study of the traction chains of different models of electric vehicles with the ADVISOR tool. 7th International Renewable Energy Congress (IREC). 2016. P. 1–6. DOI: 10.1109/IREC.2016.7478878. (In Engl.).Brooker A., Hendricks T., Johnson V. [et al.]. Advisor 3. 2+ Documentation. National renewable energy laboratory, National wind technology center, Washington, D. C. Office, 2001.Brooker A., Hendricks T., Johnson V. [et al.]. Advisor 3. 2+ Documentation. National Renewable Energy Laboratory, National Wind Technology Center, Washington, D. C. Office, 2001. (In Engl.).Wipke K. B., Cuddy M. R., Burch S. D. Advisor 2. 1: a user-friendly advanced powertrain simulation using a combined backward/forward approach // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 1999. Vol. 48. P. 1751–1761. DOI: 10.1109/25.806767.Wipke K. B., Cuddy M. R., Burch S. D. Advisor 2. 1: a user-friendly advanced powertrain simulation using a combined backward/forward approach. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 1999. Vol. 48. P. 1751–1761. DOI: 10.1109/25.806767. (In Engl.).Gaurav A., Gaur A. Modelling of hybrid electric vehicle charger and study the simulation results // 2020 International Conference on Emerging Frontiers in Electrical and Electronic Technologies (ICEFEET), Patna, India. 2020. P. 1–6. DOI: 10.1109/ICEFEET49149.2020.9187007.Gaurav A., Gaur A. Modelling of Hybrid Electric Vehicle Charger and Study the Simulation Results. International Conference on Emerging Frontiers in Electrical and Electronic Technologies (ICEFEET). 2020. P. 1–6. DOI: 10.1109/ICEFEET49149.2020.9187007. (In Engl.).Шишков Д. А., Дуганова Е. В., Резников Н. В. Особенно­ сти конструкции последовательно-параллельной схемы испол­нения гибридной силовой установки на примере автомобиля Toyota Prius // Перспективные направления развития автотранспортного комплекса: сб. ст. XIII Междунар. науч.практ. конф. / под ред. В. В. Салмина. Пенза: Изд-во РИО ПГАУ, 2019. С. 233–237. EDN: UGUFQL.Shishkov D. A., Duganova E. V., Reznikov N. V. Osobennosti konstruktsii posledovatel′no-parallel′noy skhemy ispolneniya gibridnoy silovoy ustanovki na primere avtomobilya Toyota Prius [Design features of the series-parallel execution scheme of the hybrid power plant on the example of the Toyota Prius]. Perspektivnyye napravleniya razvitiya avtotransportnogo kompleksa. Perspective Directions of the Development of the Motor Transport Complex / ed. by V. V. Salmin. Penza, 2019. P. 233–237. EDN: UGUFQL. (In Russ.).Emadi A., Rajashekara K., Williamson S., Lukic S. Topological overview of hybrid electric and fuel cell vehicular power system architectures and configuration // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2005. Vol. 54 (3). P. 763–770. DOI: 10.1109/TVT.2005.847445.Emadi A., Rajashekara K., Williamson S., Lukic S. Topological overview of hybrid electric and fuel cell vehicular power system architectures and configuration. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2005. Vol. 54 (3). P. 763–770. DOI: 10.1109/TVT.2005.847445. (In Engl.).Сатер Г., Гаевский В. В., Шадрин С. С. Расчетно-экс­ периментальный метод повышения надежности подвески ав­ томобиля // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2020. № 4 (63). С. 20–28. EDN: OGRGVL.Sater G., Gayevskiy V. V., Shadrin S. S. Raschetnoeksperimental’nyy metod povysheniya nadezhnosti podveski avtomobilya [Design-experimental method of increasing the reliability of car suspension]. Vestnik Moskovskogo avtomobil’nodorozhnogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta (MADI). Bulletin of the Moscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI). 2020. No. 4 (63). P. 20–28. EDN: OGRGVL. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.