Integrierte Modellierungsstrategie für regeneratives Bremsen und Batteriedegradation in Elektrofahrzeugen unter Verwendung realer Fahrzyklen

Das regenerative Bremssystem (RBS) erfasst effektiv die während des Bremsens verlorene kinetische Energie und erhöht dadurch die Reichweite von Fahrzeugen. Es stellt einen kritischen Kompromiss dar zwischen der sofortigen Ladung zur Verlängerung der Lebensdauer des Zyklus und der Degradation der Batterie auf lange Sicht. Diese Forschung schlägt ein Modell vor, das das regenerative Bremsmodell und das Batteriedegradationsmodell integriert. Dieser integrierte Ansatz kombiniert die Simulationsvorteile der sofortigen Energierückgewinnung mit den langfristigen Auswirkungen auf die Batteriedegradation unter realen Fahrbedingungen. Ziel ist es, Parameter wie Ladezustand (SOC), Gesundheitszustand (SOH), Effizienz, regeneratives Drehmoment und Bremsintensität zu analysieren. Die Forschungslücke wird durch ein neuartiges integriertes Modell adressiert, das mit realen Fahrzyklusdaten validiert wurde, die in einem Experiment an einem 3,7 kWh-Elektrozweirad unter urbanen, ländlichen und Autobahnbedingungen generiert wurden, wodurch dieser Ansatz für die Batterieranalyse repräsentativ für die tatsächliche Nutzung eines Elektrofahrzeugs ist, im Gegensatz zu Modellen, die auf Standardverfahren basieren. Für die Simulation wurden vier verschiedene Fahrzyklen verwendet: der Indian Driving Cycle (IDC), Federal Test Procedure-75 (FTP75), Urban Dynamometer Driving Schedule (UDDS) sowie ein realer Fahrzyklus, der durch das Experiment erzeugt wurde. Für die Zykluslebensdauer zeigen die Ergebnisse den Nutzen des RBS bei der sofortigen Energierückgewinnung, eine Verbesserung des SOC um 4 % für den IDC in einem Zyklus, sowie die höchste Rückgewinnung von 4 kW im Vergleich zu FTP75 und UDDS. Die Effizienz erreichte während des Zyklus einen Spitzenwert von etwa 40 %. Langfristig zeigte der IDC den stärksten Rückgang auf etwa 70 % SOH, während FTP75 und der reale Fahrzyklus die höchste Zunahme des Innenwiderstands zeigten. Daher zeigt diese Forschung, dass während das RBS unmittelbare Vorteile bietet, die häufigen Lade- und Entladeprofile langfristig zu einer schnelleren Degradation des Batteriezustands in Elektrofahrzeugen führen werden.