Разработка технических средств для проверки станций заряда карьерного электротранспорта по стандарту CHAdeMO

В статье показано, что замена дизельной техники на электрические транспортные средства получила широкое признание горнодобывающей отрасли, так как это позволит существенно улучшить условия труда и повысить энергоэффективность. С учётом особенностей условий на предприятиях горного профиля при внедрении электротранспортных средств (ЭТС) и зарядных станций должны учитываться повышенные требования безопасности. При этом совершенствование отечественной материально-технической и исследовательской базы для создания новых, тестирования производимых и проверки эксплуатируемых систем заряда ЭТС является актуальным вопросом. С этой целью в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ Р МЭК 61851 и IEEE Std. 2030.1.1−2015 с помощью пакета прикладных программ Matlab разработана имитационная модель системы «зарядное устройство — электротранспортное средство» на основе зарядного интерфейса CHAdeMO. Сравнительный анализ результатов моделирования и требований стандартов показал, что все операции выполняются в необходимой последовательности, а значения параметров укладываются в допустимые пределы. На основе результатов имитационного моделирования разработан анализатор информационного обмена параллельного типа с программой-обработчиком. С помощью созданного анализатора информационного обмена проведены практические тесты с разным оборудованием и выявлены несоответствия требованиям стандартов, которые могут повлечь необходимость преждевременного обслуживания ЭТС, а также нарушения требований безопасности. Таким образом, на практике получено подтверждение важности проводимых исследований, в особенности для производственных объектов повышенной опасности, к которым относятся горнодобывающие предприятия.

Андрияшин С. Н., Кравченко Д. П., Латышев Р. Н. Разработка технических средств для проверки станций заряда карьерного электротранспорта по стандарту CHAdeMO // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 10-1. — С. 177—195. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_101_0_177.

Андрияшин Сергей Николаевич¹ — ассистент, e-mail: andriyashin.2014@corp.nstu.ru, ORCID ID: 0000-0003-1575-8933;
Кравченко Даниил Павлович¹ — ассистент, e-mail: d.kravchenko.2015@stud.nstu.ru, ORCID ID: 0000-0002-1182-6815,
Латышев Роман Николаевич¹ — ассистент, младший научный сотрудник научно-исследовательской части, e-mail: latyshev@corp.nstu.ru, ORCID ID: 0000-0002-3920-8728;
¹ Новосибирский государственный технический университет.

Андрияшин С. Н., e-mail: andriyashin.2014@corp.nstu.ru.

1. Хазин М. Л., Тарасов А. П. Эколого-экономическая оценка карьерных троллейвозов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2018. — Т. 17. — № 2. — С. 66–80. DOI: 10.15593/2224−9923/2018.2.6.

2. Холод Н. М., Малышев В. С., Эванс М. Снижение выбросов черного углерода карьерными самосвалами // Горная промышленность. — 2015. — № 3 (121). — С. 72–76.

3. Debia M., Couture C., Njanga P. E., Neesham-Grenon E., Lachapelle G., Coulombe H., Hallé S., Aubin S. Diesel engine exhaust exposures in two underground mines // International Journal of Mining Science and Technology. 2017, vol. 27, pp. 641–645. DOI: 10.1016/j. ijmst.2017.05.011.

4. Старостин И. И., Бондаренко А. В. Проветривание карьеров струйными вентиляторами в комплексе с устройством для аэрации // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. — 2015. — № 1. — С. 32–41. DOI: 10.7463/0115.0755210.

5. Малых И. Б., Корнев А. В., Коршунов Г. И., Серёгин А. С. К вопросу проветривания подземных горных выработок при работе дизель-гидравлических локомотивов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6−1. — С. 140−156. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_140.

6. Gonen A. Energy savings in auxiliary ventilation systems of underground mines // International Journal of Engineering Technologies and Management Research. 2021, vol. 8, no. 10, pp. 72–82. DOI: 10.29121/ijetmr.v8.i10.2021.1055.

7. Haitham K. O., Obaid A. M. A review on underground mine ventilation system // Journal of Mines, Metals and Fuels. 2021, vol. 69, no. 2, pp. 62–70. DOI: 10.18311/ jmmf/2021/27334.

8. Фурзиков В. В., Хазин М. Л. Влияние режима работы карьерного самосвала на состав атмосферы рабочей зоны // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 11−1. — С. 111−120. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_111_0_111.

9. Хазин М. Л., Апакашев Р. А. Замена нефтяного топлива — декарбонизация горнодобывающей промышленности (в качестве обсуждения) // Недропользование. — 2022. — Т. 69. — № 2. — С. 62–70. DOI: 10.15593/2712−8008/2022.2.6.

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

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

12. He F., Cui X., Shen W. X., Kapoor A., Honnery D., Dayawansa D. Modelling of electric vehicles for underground mining personnel transport // 2013 IEEE 8th Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA), Melbourne, VIC, Australia. 2013, pp. 870–875. DOI: 10.1109/ICIEA.2013.6566489.

13. Halim A., Lööw J., Johansson J., Wageningen A., Kocsis K. Improvement of Working Conditions and Opinions of Mine Workers When Battery Electric Vehicles (BEVs) Are Used Instead of Diesel Machines — Results of Field Trial at the Kittilä Mine, Finland // Mining, Metallurgy & Exploration. 2022, vol. 39, pp. 203–219. DOI: 10.1007/s42461-021-00506-8.

14. Черепанов В. А., Журавлев А. Г., Глебов И. А., Чендырев М. А. Обзор транспорта с электропитанием в фокусе развития горнодобывающих предприятий // Проблемы недропользования. — 2019. — № 1. — С. 33−49. DOI: 10.25635/2313−1586.2019.01.033.

15. Малафеев С. И., Микрюков В. И., Малафеева А. А. Высоковольтная карьерная перегонная станция: анализ электробезопасности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 3. — С. 143–153. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_3_0_143.

16. Виноградова О. В. Ошибки человека как фактор производственного риска в горнодобывающей промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6−1. — С. 137–145. DOI: 10.25018/0236–1493-2020-61-0-137−145.

17. García-Martínez E., Muñoz-Cruzado-Alba J., Sanz-Osorio J. F., Perié J. M. Design and Experimental Validation of Power Electric Vehicle Emulator for Testing Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) with Vehicle-to-Grid (V2G) Capability // Applied Sciences. 2021, vol. 11, no. 23, p. 11496. DOI: 10.3390/app112311496.

18. Shin M., Kim H., 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, no. 6, p. 165. DOI: 10.3390/app6060165.

19. Cabeza T., Sanz J. F., Calavia M., Acerete R., Cascante S. Fast charging emulation system for electric vehicles // Proc. of the 2013 World Electric Vehicle Symp. and Exhibition (EVS27). 2013, pp. 1–6. DOI: 10.1109/EVS.2013.6914930.

20. Pairindra W. High power LiFePO4 battery charger for electric vehicle based on CHAdeMO protocols using MATLAB/SIMULINK // 2013 Int. Conf. on Electrical Machines and Systems (ICEMS). 2013, pp. 1520–1523. DOI: 10.1109/ICEMS.2013.6713335.

21. Zecchino A., Thingvad A., Andersen P. B., Marinelli M. Test and Modelling of Commercial V2G CHAdeMO Chargers to Assess the Suitability for Grid Services // World Electric Vehicle Journal. 2019, vol. 10, no. 21. DOI: 10.3390/wevj10020021.

22. Ota Y., Taniguchi H., Baba J., Yokoyama A. Implementation of autonomous distributed V2G to electric vehicle and DC charging system // Electric Power Systems Research. 2015, vol. 120, no. 3(77), pp. 177–183. DOI: 10.1016/j.epsr.2014.05.016.

23. Петров Г. М. Мероприятия по обеспечению электробезопасности на предприятиях горнодобывающей отрасли // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), no. S4, 2011, pp. 335−340.