Features of development of the mathematical model of the electric motorcycle thermal regulation system

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Use of thermal regulation systems is necessary to maintain the required temperature range of electrical components of electric vehicle. Even at the design stage of the vehicle, the being developed mathematical model of the thermal regulation system helps to determine the necessary parameters of the thermal regulation system, to select algorithms for controlling the system and to calibrate the developed algorithm to ensure the necessary heat removal from electrical components.

AIM: Development of a mathematical model of the thermal regulation system of an electric motorcycle, aimed at determining the potential capabilities of optimizing the system by controlling the air flow through the radiator.

METHODS: The mathematical model is built in the AVL Cruise software environment. The properties of the components included in the model were obtained as a result of laboratory studies and supplemented with the equilibrium equations of power at the inputs and outputs taking into account their efficiency.

RESULTS: Using the developed model of the radiator of the thermal regulation system, the temperature graphs of the electric motor and the inverter of the electric motorcycle during the driving cycle were obtained. It is noted that the applied thermal regulation system is capable of maintaining the temperature of electric components in the specified range.

CONCLUSIONS: The mathematical model of the radiator of the thermal regulation system proposed in this paper makes it possible to carry out calculations of the system at the stage of design of electric vehicles. In addition, the model has a potential for further development aimed to fuller determination of the parameters of the thermal regulation system, including the thermal efficiency.

About the authors

Sergey A. Bazavluk

Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute NAMI

Author for correspondence.
Email: sergey.bazavluk@nami.ru
ORCID iD: 0009-0002-6299-8489
SPIN-code: 8292-3455

1st grade Design Engineer of the Power Units Center

Russian Federation, 2 Avtomotornaya street, 125438 Moscow

Rinat H. Kurmaev

Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute NAMI

Email: rinat.kurmaev@nami.ru
ORCID iD: 0000-0001-7064-0466
SPIN-code: 6483-2444

Associate Professor, Cand. Sci. (Engineering), Director of the Research and Education Center

Russian Federation, 2 Avtomotornaya street, 125438 Moscow

Vladimir S. Struchkov

Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute NAMI

Email: v.struchkov@nami.ru
ORCID iD: 0000-0003-1555-1596
SPIN-code: 8987-5789

Head of Department

Russian Federation, 2 Avtomotornaya street, 125438 Moscow

Anastasia A. Gavrilova

Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute NAMI

Email: anastasiya.gavrilova@nami.ru
ORCID iD: 0009-0008-5642-6453
SPIN-code: 2177-3929

2nd grade Design Engineer of the Power Units Center

Russian Federation, 2 Avtomotornaya street, 125438 Moscow

References

  1. Biksaleev R.Sh., Karpukhin K.E., Klimov A.V., Malikov R.R. Simulation model of the traction battery thermostating system with passive cooling. Proceedings of NAMI. 2020;4(283):42–51. (In Russ). doi: 10.51187/0135-3152-2020-4-42-51 EDN QKYUJK
  2. Kim J., Oh J., Lee H. Review on battery thermal management system for electric vehicles. Applied Thermal Engineering. 2019;149(25):192–212.
  3. Yakubovich AI, Kukharenok GM, Tarasenko VE. Cooling systems of tractor and automobile engines. Investigations, parameters and indicators. Minsk: BNTU, 2014. (In Russ).
  4. Kulikov IA, Karpukhin KE. Studying Energy Efficiency of Thermal Management Systems Designed for Electric Vehicles with In-Wheel Motors. International Journal of Emerging Trends in Engineering Research. 2020;8(6):265–42662. doi: 10.30534/ijeter/2020/71862020
  5. Petrov AP, Sinitsyn SN, Bannikov SN. Mathematical model of the air path with air intake holes of the engine cooling system. In: Automotive industry: design, construction, calculation and repair and production technologies. Izhevsk: INNOVA, 2014:55–61. (In Russ).
  6. Wagner J, Miller RS, Naini ShSh, Huang J. A Hybrid Electric Vehicle Motor Cooling System — Design, Model, and Control. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2019;68(5). doi: 10.1109/TVT.2019.2902135
  7. Voronin AV. Modeling of mechatronic systems. Tomsk: Izd-vo Tomsk Polytechnic University, 2008. (In Russ).
  8. Kulikov IA, Karpukhin KE, Kurmaev RKh. X-in-the-Loop Testing of a Thermal Management System Intended for an Electric Vehicle with In-Wheel Motors. Energies. 2020;13(23):6452. doi: 10.3390/en13236452

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Circuits of the electric motorcycle thermal regulation system: a — the cooling circuit of the power drive, b — the cooling circuit of the traction battery.

Download (128KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Scheme of the mathematical model (upper level).

Download (70KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The mathematical model of the radiator in the AVL Cruise.

Download (134KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of heat transfer on airflow rate through the radiator at different coolant flow rates.

Download (126KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. The electric motorcycle velocity graph.

Download (306KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. The electric motor temperature graph.

Download (250KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. The inverter temperature graph.

Download (244KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».