Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Hirz, M.
Electric Propulsion Systems Design Supported by Multi-Objective Optimization Strategies = Проектирование электрических силовых установок при поддержке многоцелевыми стратегиями оптимизации / M. Hirz, M. Hofstetter, D. Lechleitner. – DOI 10.21122/2227-1031-2019-18-6-461-470 // Наука и техника. Материалы 16-го Европейского автомобильного конгресса. / гл. ред. Борис Михайлович Хрусталев; учредитель Белорусский национальный технический университет (Минск). – 2019. – Т.18 №6. – P. 461-470. – Режим доступа : http://rep.bntu.by/handle/data/61631. – На англ. яз.

Electric drive systems consisting of battery, inverter, electric motor and gearbox are applied in hybrid- or purely electric vehicles. The layout process of such propulsion systems is performed on system level under consideration of various component properties and their interfering characteristics. In addition, different boundary conditions are taken under account, e. g. performance, efficiency, packaging, costs. In this way, the development process of the power train involves a broad range of influencing parameters and periphery conditions and thus represents a multi-dimensional optimization problem. State-of-the-art development processes of mechatronic systems are usually executed according to the V-model, which represents a fundamental basis for handling the complex interactions of the different disciplines involved. In addition, stage-gate processes and spiral models are applied to deal with the high level of complexity during conception, design and testing. Involving a large number of technical and economic factors, these sequential, recursive processes may lead to suboptimal solutions since the system design processes do not sufficiently consider the complex relations between the different, partially conflicting domains. In this context, the present publication introduces an integrated multi-objective optimization strategy for the effective conception of electric propulsion systems, which involves a holistic consideration of all components and requirements in a multi-objective manner. The system design synthesis is based on component-specific Pareto-optimal designs to handle performance, efficiency, package and costs for given system requirements. The results are displayed as Pareto-fronts of electric power train system designs variants, from which decision makers are able to choose the best suitable solution. In this way, the presented system design approach for the development of electrically driven axles enables a multi-objective optimization considering efficiency, performance, costs and package. It is capable to reduce development time and to improve overall system quality at the same time.
Системы электропривода, состоящие из аккумулятора, инвертора, электродвигателя и коробки передач, применяются в гибридных или чисто электрических транспортных средствах. Процесс компоновки таких движительных систем осуществляется на системном уровне с учетом различных свойств компонентов и их интерферирующих характеристик. Кроме того, учитываются разные граничные условия, например технические характеристики, эффективность, комплектование, стоимость. Таким образом, процесс разработки силовой передачи включает в себя широкий диапазон влияющих параметров и периферических условий и тем самым представляет собой проблему многомерной оптимизации. Современные процессы разработки мехатронных систем обычно выполняются в соответствии с V-моделью, которая представляет собой фундаментальную основу для управления сложными взаимодействиями различных дисциплин. Кроме того, применяются этапные процессы и спиральные модели, чтобы справиться с высоким уровнем сложности при разработке, проектировании и тестировании. Вовлекая большое количество технических и экономических факторов, эти последовательные рекурсивные процессы могут привести к неоптимальным решениям, поскольку процессы проектирования системы недостаточно учитывают сложные отношения между различными, частично конфликтующими областями. В этом контексте настоящая публикация представляет интегрированную многоцелевую стратегию оптимизации для эффективной концепции электрических силовых установок, включающую комплексное рассмотрение всех компонентов и требований на многоцелевой основе. Синтез системного дизайна основан на Парето-оптимальных конструкциях со специфическими компонентами с целью обеспечения работы, эффективности, комплектации и затрат, предусмотренных для данной системы. Результаты отображаются в виде Парето-фронтов вариантов систем электрических трансмиссий, из которых лица, принимающие решения, могут выбрать наиболее подходящее из них. Таким образом, представленный подход к проектированию системы для разработки осей с электрическим приводом обеспечивает многоцелевую оптимизацию с учетом эффективности, функционирования, стоимости и комплектации. Данный подход позволяет сократить время разработки и одновременно обеспечить улучшение качества системы.

629.03

общий = БД Техника
общий = СИЛОВЫЕ УСТАНОВКИ
общий = ТРАНСМИССИИ
общий = МЕХАТРОННЫЕ СИСТЕМЫ
общий = СИСТЕМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
общий = МНОГОЦЕЛЕВЫЕ ЗАДАЧИ
общий = ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ