probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2025-27-5-118-129probener-3570Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫENERGY SYSTEMS AND COMPLEXESОптимизация параметров комбинированной энергоустановки на водородных топливных элементах для пассажирского транспортного средства полной массой 18 тонн городского исполненияOptimization of the parameters of a combined hydrogen fuel cell power plant for a passenger vehicle with a gross weight of 18 tons of urban useКорниловС. В.KornilovS. V.

Корнилов Семён Владимирович – аспирант, гл. конструктор энергетических систем, центр электроники и элементов питания

г. Набережные Челны

г. Казань

Semyon V. Kornilov

Naberezhnye Chelny

Kazan

Kornilov.SV@kamaz.ruФардеевЛ. И.FardeevL. I.

Фардеев Ленар Ильдарович – директор центра электроники и элементов питания

г. Набережные Челны

Lenar I. Fardeev

Naberezhnye Chelny

Lenar.Fardeev@kamaz.ruКудиновД. В.KudinovD. V.

Кудинов Даниил Владимирович – аспирант, ведущий инженер-конструктор, центр электроники и элементов питания

г. Набережные Челны

г. Казань

Daniil V. Kudinov

Naberezhnye Chelny

Kazan

KudinovDV@kamaz.ruАнисимовВ. Р.AnisimovV. R.

Анисимов Виктор Романович – аспирант, инженер-конструктор 1 категории

г. Набережные Челны

г. Москва

Viktor R. Anisimov

Naberezhnye Chelny

Moscow

AnisimovVR@kamaz.ruЗвереваЭ. Р.ZverevaE. R.

Зверева Эльвира Рафиковна – д-р техн. наук, профессор

г. Казань

Elvira R. Zvereva

Kazan

6elvira6@list.ruПАО «КАМАЗ»; Казанский государственный энергетический университетРоссияPJSC "KAMAZ"; Kazan State Power Engineering UniversityRussian FederationПАО «КАМАЗ»РоссияPJSC "KAMAZ"Russian FederationПАО «КАМАЗ»; Казанский (Приволжский) федеральный университетРоссияPJSC "KAMAZ"; Kazan Federal UniversityRussian FederationПАО «КАМАЗ»; Московский политехнический университетРоссияPJSC "KAMAZ"; Moscow Polytechnic UniversityRussian FederationКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation202519112025275118129Copyright © Корнилов С.В., Фардеев Л.И., Кудинов Д.В., Анисимов В.Р., Зверева Э.Р., 20252025Корнилов С.В., Фардеев Л.И., Кудинов Д.В., Анисимов В.Р., Зверева Э.Р.Kornilov S.V., Fardeev L.I., Kudinov D.V., Anisimov V.R., Zvereva E.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/3570

АКТУАЛЬНОСТЬ работы состоит в определении оптимальных характеристик комбинированной энергоустановки (КЭУ) на водородных топливных элементах (ТЭ) для электрического пассажирского транспортного средства (ТС) КАМАЗ-6290 городского исполнения полной массой 18 тонн длиной 12 метров. ЦЕЛЬ. Определить оптимальные характеристики КЭУ для ТС путем создания математической модели, которая позволяет оптимизировать характеристики. МЕТОДЫ. Создание имитационной математической модели ТС с КЭУ в программном обеспечении Simcenter Amesim, в которой имитируются компоненты системы. По результатам производится оптимизация параметров и характеристик КЭУ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Результаты данной работы используются при подборе оптимальных характеристик КЭУ в условиях эксплуатации в составе ТС.

THE RELEVANCE of the work is to determine the optimal characteristics of a combined power plant (CPP) based on hydrogen fuel cells for the urban electric passenger vehicle KAMAZ-6290 with a gross weight of 18 tons and a length of 12 meters. THE PURPOSE. Determine the optimal characteristics of the power plant for the vehicle by creating a mathematical model that allows you to optimize the characteristics. METHODS. Creation of a simulation mathematical model of the vehicle with a power plant in the software Simcenter Amesim, in which the system components are simulated. Based on the results, the parameters and characteristics of the CPP are optimized. CONCLUSION. The results of this work are used in selecting the optimal characteristics of the CPP under operating conditions as part of the vehicle.

транспортное средствоводородный транспорткомбинированная энергоустановкаоптимизация параметровэнергобалансматематическое моделированиетопливные элементыводородная энергетика.vehiclehydrogen transportcombined power plantparameter optimizationenergy balancemathematical modelingfuel cellshydrogen energy.ReferencesHan J. et al. A review of key components of hydrogen recirculation subsystem for fuel cell vehicles //Energy Conversion and Management: X. – 2022. – Vol. 15. – pp. 100265.Han J. et al. A review of key components of hydrogen recirculation subsystem for fuel cell vehicles //Energy Conversion and Management: X. – 2022. – Vol. 15. – pp. 100265.Корнилов С.В., Зверева Э.Р., Симонов И.В. Исследование энергетических систем на водородных топливных элементах для транспортных средств //Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции обучающихся и преподавателей «Энергетика и автоматизация в современном обществе». – 2023. - Часть II. – С. 189-198.Kornilov S.V., Zvereva E.R., Simonov I.V. Research of energy systems based on hydrogen fuel cells for vehicles // Materials of the VI All-Russian Scientific and Practical Conference of Students and Teachers “Energy and Automation in Modern SoCiety”. – 2023. - Part II. – pp. 189-198.Линник Ю. Н., Фаляхова Е. Д. Водородная энергетика и перспективы ее развития //Вестник университета. – 2023. – №. 4. – С. 33-39.Linnik Yu. N., Falyakhova E. D. Hydrogen energy and prospects for its development // Bulletin of the University. – 2023. – No. 4. – pp. 33-39.Cheng S. et al. Investigation and analysis of proton exchange membrane fuel cell dynamic response characteristics on hydrogen consumption of fuel cell vehicle //International Journal of Hydrogen Energy. – 2022. – Т. 47. – Vol. 35. – pp. 15845-15864.Cheng S. et al. Investigation and analysis of proton exchange membrane fuel cell dynamic response characteristics on hydrogen consumption of fuel cell vehicle //International Journal of Hydrogen Energy. – 2022. – T. 47. – Vol. 35. – pp. 15845-15864.Rout C. et al. A comparative total cost of ownership analysis of heavy duty on-road and off-road vehicles powered by hydrogen, electricity, and diesel //Heliyon. – 2022. – Vol. 8. – pp. 12.Rout C. et al. A comparative total cost of ownership analysis of heavy duty on-road and off-road vehicles powered by hydrogen, electricity, and diesel //Heliyon. – 2022. – Vol. 8. – pp. 12.Холиков М.М., Сафаров М.М., Джураев Д.С. Состав выхлопных газов и способы снижения вредного воздействия отработанные газы двигателей внутренного сгорания // Вопросы физической и коллоидной химий. – 2019. – стр. 202-208.Holikov M.М., Safarov М.М., Jhuraev D.S. Composition of exhaust gases and methods for reducing the harmful effects of exhaust gases from internal combustion engines // Questions of physical and colloidal chemistry. – 2019. – p. 202-208.Peter Reithuber, Christian Frühwirth, Simon Buchberger, Helmut Eichlseder. Investigation of the Proton Exchange Membrane Fuel Cell System Cathode Exhaust Gas Composition Based on Test Bed Measurements // Energies. – 2023. – p. 1-20.Peter Reithuber, Christian Frühwirth, Simon Buchberger, Helmut Eichlseder. Investigation of the Proton Exchange Membrane Fuel Cell System Cathode Exhaust Gas Composition Based on Test Bed Measurements // Energies. – 2023. – p. 1-20.Antonio N.M., Carla M., Francesco V., Manlio P., Roberto B. PEM Fuel Cell Applications in Road Transport // // Energies. – 2023. – p. 20-27.Antonio N.M., Carla M., Francesco V., Manlio P., Roberto B. PEM Fuel Cell Applications in Road Transport // // Energies. – 2023. – P. 20-27.Рагимов Э. А. Водородные транспортные средства в городских транспортных системах //Транспорт на альтернативном топливе. – 2020. – №. 4 (76). – С. 62-68.Ragimov E. A. Hydrogen vehicles in urban transport systems // Alternative fuel transport. – 2020. – No. 4 (76). – P. 62-68.Isaac N., Saha A. K. Analysis of refueling behavior of hydrogen fuel vehicles through a stochastic model using Markov Chain Process //Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2021. – Vol. 141. – pp. 110761.Isaac N., Saha A. K. Analysis of refueling behavior of hydrogen fuel vehicles through a stochastic model using Markov Chain Process // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2021. – Vol. 141. – pp. 110761.Trapp C. T. C., Kanbach D. K., Kraus S. Sector coupling and business models towards sustainability: The case of the hydrogen vehicle industry //Sustainable Technology and Entrepreneurship. – 2022. – Vol. 1. – №. 2. – pp. 100014.Trapp C. T. C., Kanbach D. K., Kraus S. Sector coupling and business models towards sustainability: The case of the hydrogen vehicle industry // Sustainable Technology and Entrepreneurship. – 2022. – Vol. 1. – No. 2. – pp. 100014.Беляев С. В. и др. Возможности использования водорода на автотранспорте //Новые материалы и технологии в машиностроении. – 2015. – №. 21. – С. 76-79.Belyaev S.V. et al. Possibilities of using hydrogen in vehicles //New materials and technologies in mechanical engineering. – 2015. – No. 21. – pp. 76-79.Илимбетов Р. Ю., Астапенко А. М. Разработка компоновочной схемы комбинированной энергетической установки для грузового автомобиля с улучшенными экологическими показателями //Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. – 2013. – Т. 13. – №. 1. – С. 72-79.Ilimbetov R. Yu., Astapenko A. M. Development of a layout diagram of a combined power plant for a truck with improved environmental performance // Bulletin of the South Ural State University. Series: Mechanical Engineering. – 2013. – T. 13. – No. 1. – pp. 72-79.Клюев В. В., Евсиевич И. С. Особенности устройства водородного двигателя //Актуальные проблемы энергетики. – 2020. – №. 13. – С. 330-332.Klyuev V.V., Evsievich I.S. Features of the design of a hydrogen engine // Current problems of energy. – 2020. – No. 13. – pp. 330-332.Тютрина А. Ю., Бурманов С. А. Анализ применения водородных элементов и аккумуляторных батарей на электротранспортных средствах //Инновации в информационных технологиях, машиностроении и автотранспорте. – 2021. – С. 410-412.Tyutrina A. Yu., Burmanov S. A. Analysis of the use of hydrogen cells and batteries in electric vehicles // Innovations in information technologies, mechanical engineering and motor transport. – 2021. – P. 410-412.Сейвальд С., Пузанов Д. А., Чебоксаров А. Н. Применение водородной силовой установки на автомобильном транспорте //Архитектурно-строительный и дорожно-транспортный комплексы: проблемы, перспективы, инновации. – 2022. – С. 159-164.Seyvald S., Puzanov D. A., Cheboksarov A. N. Application of a hydrogen power plant in automobile transport // Architectural, construction and road transport complexes: problems, prospects, innovations. – 2022. – P. 159-164.Чичекин И. В., Левенков Я. Ю., Зуенков П. И. Формирование закона управления углом поворота рулевого колеса для поддержания заданной траектории движения автомобиля // Труды НАМИ. – 2019. – № 3(278). – С. 53-61Chickekin I.V., Lovenkov Ya. Yu., Zuenkov P.I. Formation of the law of control of the angle of rotation of the steering wheel to maintain a given trajectory of the car // Proceedings by us. - 2019. - No. 3 (278). -S. 53-61Kocha S.S., Chapter 3 - Electrochemical Degradation: Electrocatalyst and Support Durability // Polymer Electrolyte Fuel Cell Degradation – 2012. – P. 89-214.Kocha S.S., Chapter 3 - Electrochemical Degradation: Electrocatalyst and Support Durability // Polymer Electrolyte Fuel Cell Degradation – 2012. – P. 89-214.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.