Оценка влияния транспортных и природно-климатических факторов на уровень расхода электроэнергии электробусов в условиях городской среды
https://doi.org/10.21122/2227-1031-2023-23-1-48-59
Аннотация
В статье рассматривается вопрос расширения использования электробусов при перевозке пассажиров регулярными городскими маршрутами, которые способствуют значительному снижению общего загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом. Проанализированы законодательные акты, подтверждающие государственную поддержку развития данной отрасли. Приведены результаты ездовых циклов электробусов АКСМ-Е321 и АКСМ-Е433 в Минске, электробусов ЛиАЗ-6274.00 и КАМАЗ-6282 в Тюмени и Москве. Выявлена корреляция удельного среднемесячного расхода электроэнергии и среднемесячной температуры окружающего воздуха. Установлено, что наиболее весомым фактором, влияющим на расход электроэнергии электробуса, для Москвы являются транспортные условия, для Тюмени – температура окружающего воздуха. Результаты исследований позволяют планировать использование электробусов на различных городских маршрутах на основе пробегов без подзарядки. Это может позволить разработать рекомендации по применению исследуемых марок электробусов на маршрутах определенной протяженностью и сложностью.
Ключевые слова
Об авторах
Е. М. ЧикишевРоссия
Кандидат технических наук, доцент
Адрес для переписки:
Чикишев Евгений Михайлович –
Тюменский индустриальный университет,
ул. Володарского, 38,
625000, г. Тюмень, Российская Федерация.
Тел.: +734 52 53-95-40
chikishev_e@mail.ru
Д. В. Капский
Беларусь
Доктор технических наук, доцент
Минск
С. С. Семченков
Беларусь
Минск
Список литературы
1. Azemsha, S. A Method for Assessing the Automobilization Impact on Population Morbidity / S. Azemsha, D. Kapski, P. Pegin // Transportation Research Procedia. 2018. Vol. 36. P. 18–24. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2018.12.037.
2. Influence of Ambient Temperature on the CO2 Emitted with Exhaust Gases of Gasoline Vehicles / D. Chainikov [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 142. P. 012109. https://doi.org/10.1088/1757-899X/142/1/012109.
3. Chikishev, E. Assessment of External Factors Influence on the Fuel Consumption of a Diesel Bus Operating on a City Route / E. Chikishev, D. Chainikov // Transportation Research Procedia. 2020. Vol. 61. P. 354–360. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2022.01.057.
4. Giraldo, M. Real Emissions, Driving Patterns and Fuel Consumption of In-use Diesel Buses Operating at High Altitude / M. Giraldo, J. I. Huertas // Transportation Research Part D: Transport and Environment. 2019. Vol. 77. P. 21–36. https://doi.org/10.1016/j.trd.2019.10.004.
5. Comparison of Real Driving Emissions from Euro VI Buses with Diesel and Compressed Natural Gas Fuels / A. Gómez [et al.] // Fuel. 2019. Vol. 2891. P. 119836. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119836.
6. Optimal Location of Charging Stations for Electric Vehicles in a Neighborhood in Lisbon, Portugal / I. Frade [et al.]. Transportation Research Record. 2011. Vol. 2252. P. 91–98. https://doi.org/10.3141/2252-12.
7. Ivanov, A. Level Recession of Emissions Release by Motor-and-Tractor Diesel Engines Through the Application of Water-fuel Emulsions / A. Ivanov, E. Chikishev // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2017. Vol. 50. P. 012005. https://doi.org/10.1088/1755-1315/50/1/012005.
8. Анализ развития различных видов городского электрического транспорта в Полоцке и Новополоцке / Д. В. Капский [и др.] // Наука и техника. 2022. Т. 21. № 2. С. 150–157. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2022-21-2-150-157.
9. Hnatov, A. Energy Saving Technologies for Urban Bus Transport / A. Hnatov, S. Arhun, S. Ponikarovska // International Journal of Automotive and Mechanical Engineering. 2017. Vol. 14, Nо 4. P. 4649–4664. https://doi.org/10.15282/ijame.14.4.2017.5.0366.
10. Kuharonak, G. M. Ensuring Requirements for Emissions of Harmful Substances of Diesel Engines / G. M. Kuharonak, D. V. Kapskiy, V. I. Berezun // Наука и техника. 2020. T. 19, № 4. C. 305–310. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-4-305-310.
11. Comparative Analysis of Cost, Emissions and Fuel Consumption of Diesel, Natural Gas, Electric and Hydrogen Urban Buses / P. Muñoz [et al.] // Energy Conversion and Management. 2022. Vol. 2571. P. 115412. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115412.
12. Real-World Fuel Consumption, Fuel Cost and Exhaust Emissions of Different Bus Powertrain Technologies / S. R. Oprešnik [et al.] // Energies. 2018. Vol. 11, Nо 8. P. 2160. https://doi.org/10.3390/en11082160.
13. Özener, O. Fuel Consumption and Emission Evaluation of a Rapid Bus Transport System at Different Operating Conditions / O. Özener, M. Özkan // Fuel. 2020. Vol. 265. P. 117016. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117016.
14. Effects of Passenger Load, Road Grade, and Congestion Level on Real-World Fuel Consumption and Emissions from Compressed Natural Gas and Diesel Urban Buses / F. Rosero [et al.] // Applied Energy. 2021. Vol. 282. P. 116195. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.116195.
15. Estimation of Bus Emission Models for Different Fuel Types of Buses under Real Conditions / C. Wang [et al.] // Science of the Total Environment. 2018. Vol. 640–641. P. 965–972. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.05.289.
16. Low-Carbon Oriented Optimal Energy Dispatch in Coupled Natural Gas and Electricity Systems / Y. Wang [et al.] // Applied Energy. 2020. Vol. 280. P. 115948. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.115948
17. Real-Road Driving and Fuel Consumption Characteristics of Public Buses in Southern China / H. Yu [et al.] // International Journal of Automotive Technology. 2020. Vol. 21, Nо 1. P. 33–40. https://doi.org/10.1007/s12239-020-0004-0.
18. Electric Vehicles [Electronic Resource]. Mode of access: https://www.iea.org/reports/electric-vehicles. Date of access: 25.06.2022.
19. Chikishev, E. Impact of Natural and Climatic Conditions on Electric Energy Consumption by an Electric City Bus / E. Chikishev // Transportation Research Procedia. 2021. Vol. 57. P. 113–121. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2021.09.032.
20. Gorbunova, A. Studying the Formation of the Charging Session Number at Public Charging Stations for Electric Vehicles / A. Gorbunova, I. Anisimov, E. Magaril // Sustainability (Switzerland). 2020. Vol. 12, Nо 14. P. 5571. https://doi.org/10.3390/su12145571.
21. Bezruchonak, A. Geographic Features of Zero-Emissions Urban Mobility: the Case of Electric Buses in Europe and Belarus / A. Bezruchonak // European Spatial Research and Policy. 2019. Vol. 26, Nо 1. P. 81–99. https://doi.org/10.18778/1231-1952.26.1.05.
22. Brdulak, A. Development Forecasts for the Zero-Emission Bus Fleet in Servicing Public Transport in Chosen EU Member Countries / A. Brdulak, G. Chaberek, J. Jagodzin- ski // Energies. 2020. Vol. 13, Nо 6. P. 4239. https://doi.org/10.3390/en13164239.
23. Modeling and Experimental Investigation of Thermal Comfort and Energy Consumption in a Battery Electric Bus / F. Cigarini [et al. ] // World Electric Vehicle Journal. 2021. Vol. 12, Nо 1. Art. No 7. https://doi.org/10.3390/wevj12010007.
24. Fadyushin, A. Influence of the Parameters of the Bus Lane and the Bus Stop on the Delays of Private and Public Transport / A. Fadyushin, D. Zakharov // Sustainability (Switzerland). 2020. Vol. 12, Nо 22. Art. No 9593. https://doi.org/10.3390/su12229593.
25. He S. Y., Kuo Y.-H., Wu D. (2016) Incorporating Institutional and Spatial Factors in the Selection of the Optimal Locations of Public Electric Vehicle Charging Facilities: A Case Study of Beijing, China / S. Y. He, Y.-H. Kuo, D. Wu. Transportation Research Part C: Emerging Technologies. 2016. Vol. 67. P. 131–148. https://doi.org/10.1016/j.trc.2016.02.003.
26. Active Cell Balancing for Life Cycle Extension of Lithium-Ion Batteries under Thermal Gradient / P. Kremer [et al.] // Proceedings of the International Symposium on Low Power Electronics and Design, 2021–July. 2021. P. 9502500. https://doi.org/10.1109/ISLPED52811.2021.9502500.
27. Todoruț, A. Replacing Diesel Buses with Electric Buses for Sustainable Public Transportation and Reduction of CO2 Emissions / A. Todoruț, N. Cordoș, C. Iclodean // Polish Journal of Environmental Studies. 2020. Vol. 29, Nо 5. P. 3339–3351. https://doi.org/10.15244/pjoes/112899.
28. Sathaye, N. An Approach for the Optimal Planning of Electric Vehicle Infrastructure for Highway Corridors / N. Sathaye, S. Kelley // Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review. 2013. Vol. 59. P. 15–33. https://doi.org/10.1016/j.tre.2013.08.003.
29. Optimizing the Spatio-Temporal Deployment of Battery Electric Bus System / R. Wei [et al.] // Journal of Transport Geography. 2018. Vol. 68. P. 160–168. https://doi.org/10.1016/j.jtrangeo.2018.03.013.
30. Assessment of Adaptability of Natural Gas Vehicles by the Constructive Analogy Method / I. Anisimov [et al.] // International Journal of Sustainable Development and Planning. 2017. Vol. 12, Nо 6. P. 1006–1017. https://doi.org/10.2495/SDP-V12-N6-1006-1017.
31. Petrov, A. Electric Bus in Tyumen: The Chase for Trends and Problems of Exploitation / A. Petrov, D. Petrova // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 110. P. 01014. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201911001014.
32. Бодня, О. Все электробусы, которые есть в России: от серийных до опытных [Электронный ресурс] / О. Бодня // 5 колесо. 2022. Режим доступа: https://5koleso.ru/avtopark/avtobusy/opyty-s-elektrichestvom. Дата доступа: 15.06.2022.
Рецензия
Для цитирования:
Чикишев Е.М., Капский Д.В., Семченков С.С. Оценка влияния транспортных и природно-климатических факторов на уровень расхода электроэнергии электробусов в условиях городской среды. НАУКА и ТЕХНИКА. 2023;22(1):48-59. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2023-23-1-48-59
For citation:
Chikishev E.M., Kapskiy D.V., Semchenkov S.S. Assessment of Transport, Natural and Climatic Factors Influence on the Level of Electric Buses Energy Consumption in Urban Environment. Science & Technique. 2023;22(1):48-59. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2023-23-1-48-59