Разработка системы зарядки электромобилей переменным током в горнодобывающей промышленности

В статье показана тенденция увеличения количества техники на электрической тяге на объектах горной промышленности и отмечена важность обеспечения качественного и безопасного процесса заряда бортовых аккумуляторов в сложных условиях горнодобывающих предприятий. Предложена разработка специальных технических средств, как для целей тестирования зарядных станций при серийном производстве, так и при их проверке и техническом обслуживании на эксплуатирующих предприятиях. Представлена разработка имитационной модели системы заряда переменным током «зарядная станция — электромобиль», выполненная в среде MATLAB и предназначенная для отладки всех функций, предусмотренных стандартами ГОСТ Р МЭК 61851 и SAE J1772. При сопоставлении с требованиями, регламентированными в стандартах, сделан вывод, что последовательность выполняемых действий, параметры сигналов, интервалы времени между состояниями в имитационной модели полностью соответствует данным требованиям. На основе имитационной модели выполнена разработка аппаратной и программной частей лабораторной исследовательской установки, в которой реализованы силовая часть и система управления зарядной станции, а также система, эмулирующая режимы работы электромобиля. Реализовано программное обеспечение, которое позволяет выполнять тестирование работы зарядных станций для проверки соответствия требованиям действующих стандартов и может быть доработано в соответствии с отраслевой нормативной документацией, что важно для объектов с повышенными требованиями к безопасности, к которым относятся горнодобывающие предприятия.

Латышев Р. Н., Абрамов Е. Ю., Чернов А. А., Кравченко Д. П. Разработка системы зарядки электромобилей переменным током в горнодобывающей промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 10-1. — С. 292—311. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_101_0_292.

Латышев Роман Николаевич¹ — ассистент, младший научный сотрудник научно-исследовательской части, e-mail: latyshev@corp.nstu.ru, ORCID ID: 0000-0002-3920-8728;
Абрамов Евгений Юрьевич¹ — ассистент, младший научный сотрудник научно-исследовательской части, e-mail: e.abramov@corp.nstu.ru, ORCID ID: 0000-0002-5013-3288;
Чернов Алексей Александрович¹ — младший научный сотрудник научно-исследовательской части, e-mail: al-exxxe-y@mail.ru, ORCID ID: отсутствует;
Кравченко Даниил Павлович¹ — ассистент, e-mail: d.kravchenko.2015@stud.nstu.ru, ORCID ID: 0000-0002-1182-6815
¹ Новосибирский государственный технический университет.

Латышев Р. Н., e-mail: latyshev@corp.nstu.ru.

1. Шешко О. Е. Эколого-экономическое обоснование возможности снижения нагрузки на природную среду от карьерного транспорта // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 2 — С. 241–252.

2. Хошмухамедов И. М., Косарева-Володько О. В. Надежность электродвигателей карьерных экскаваторов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научнотехнический журнал). — 2018. — № 12. — С. 151–156. DOI: 10.25018/0236-1493201812-0−151−156.

3. Тюленева Т. А. Цифровизация горнодобывающей промышленности региона: проблемы и перспективы // Вестник Сургутского государственного университета. — 2020, — Т.4. — № 30. — C. 25–33. DOI: 10.34822/2312-3419-2020-4-25−33.

4. Vorobiev A. E., Metaksa G. P., Bolenov E. M., Metaksa A. S., Alisheva Zh. N. Digitization of the Mining Industry. Concept and Modern Geotechnology // Изв. Национал. Акад. наук Республики Казахстан. Сер. геологии и техн. наук. — 2019. — Т. 4. — № 436. — С. 121–127.

5. Абрамов Б. И., Иванов А. Г., Шиленков В. А., Кузьмин И. К., Шевырев Ю. В. Электропривод современных шахтных подъёмных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5—2. — С. 145—162. DOI: 10.25018/0236_149 3_2022_52_0_145.

6. Hristova T. Tracking of the battery materials of electric vehicles in the mining industry via a blockchain // IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 2022, vol. 970, no. 1, pp. 1–5. DOI: 10.1088/1755−1315/970/1/012012.

7. Никитенко М. С., Кизилов С. А. Технико-технологические платформы для создания роботизированных комплексов по разработке мощных пластовых месторождений // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. — 2019. — № 5. — C. 257–263.

8. Grycan W. Electric Vehicles in Mining for the Aspect of Operational Safety // PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY. 2022, no. 98, pp. 110–113. DOI: 10.15199/48.2022.12.27.

9. Ertugrul N., Kani A. P., Davies M., Sbarbaro D., Moran L. Status of Mine Electrification and Future Potentials // International Conference on Smart Grids and Energy Systems (SGES). 2020, pp. 1–6. DOI: 10.1109/SGES51519.2020.00034.

10. Rodrigues R., Albuquerque V., Ferreira J. C., Dias M. S., Martins A. L. Mining Electric Vehicle Adoption of Users // World Electr. Veh. J. 2021, vol. 12 (4), no. 233, pp. 1–31. DOI: 10.3390/WEVJ12040233.

11. Latyshev R. N., Abramov E. Y., Tolstobrova L. I. Charging stations for electric cars using hybrid energy storage systems // Journal of Physics Conference Series. 2021, vol. 2061 (1), pp. 1–7. DOI: 10.1088/1742−6596/2061/1/012010.

12. Сафин А. Р., Ившин И. В., Цветков А. Н., Петров Т. И., Босенко В. Р., Монахов В. А. Развитие технологии мобильных зарядных станций для электромобилей // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. — 2021. — Т. 23. — № 5. — C. 100–114. DOI: 10.30724/1998-9903-2021-23−5-3−100−114.

13. Konyukhov V. Y., Oparina T. A., Zagorodnii N. A., Efremenkov E. A., Qi M. Mathematical Analysis of the Reliability of Modern Trolleybuses and Electric Buses. Mathematics 2023, 11, 3260. DOI: 10.3390/math11153260.

14. Sorokova S. N., Efremenkov E. A., Valuev D. V., Qi M. Review Models and Methods for Determining and Predicting the Reliability of Technical Systems and Transport. Mathematics 2023, 11, 3317. DOI: 10.3390/math11153317.

15. Shin M., Kim H., Jang H. Building an interoperability test system for electric vehicle chargers based on ISO/IEC 15118 and IEC 61850 standards // Applied Sciences. 2016, vol. 6(6), pp. 1–15. DOI: 10.3390/app6060165.

16. Ососков Д. В., Ляхомский А. В. Моделирование работы карьерных электросамосвалов // Вестник УГАТУ. — 2017. — Т. 21. — № 3(77). — C. 72–78.

17. Li X. Y., Huang Z., Tian, J., Tian Y. State-of-charge estimation tolerant of battery aging based on a physics-based model and an adaptive cubature Kalman filter // Energy. 2021, vol. 220, pp. 1–17. DOI: 10.1016/j.energy.2021.119767.

18. Martyushev N. V., Malozyomov B. V., Sorokova S. N., Efremenkov E. A., Qi M. Mathematical Modeling of the State of the Battery of Cargo Electric Vehicles. Mathematics. 2023, vol. 11, p. 536. DOI: 10.3390/math11030536.

19. Khalikov I. H., Kukartsev V. A., Kukartsev V. V., Tynchenko V. S., Tynchenko Y. A., Qi M. Review of Methods for Improving the Energy Efficiency of Electrified Ground Transport by Optimizing Battery Consumption. Energies. 2023, vol. 16, p. 729. DOI: 10.3390/en16020729.

20. Shchurov N. I., Dedov S. I., Malozyomov B. V., Shtang A. A., Klyuev R. V., Andriashin S. N. Degradation of Lithium-Ion Batteries in an Electric Transport Complex. Energies. 2021, vol. 14, p. 8072. DOI: 10.3390/en14238072.