Применение мобильных систем накопления электроэнергии для сельскохозяйственной техники с тяговым электроприводом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проблема сокращения выбросов парникового газа является актуальной не только для производственных предприятий, автомобильного транспорта, но и для сельского хозяйства. Декарбонизация отрасли включает перевод тракторов и сельскохозяйственных машин на тяговый электропривод, но порождает ряд проблем, в том числе и с зарядной инфраструктурой. Одним из способов решения дефицита электроэнергии могут являться мобильные электрозарядные станции с накопителями энергии. Целью обзора является поиск решений альтернативных методов развития зарядной инфраструктуры, которая может быть применима в сельскохозяйственной отрасли.

При проведении исследований использован метод анализа существующих проблем развития инфраструктуры зарядных станций и предложены методы их решения. Предложено новое направление развития зарядной инфраструктуры и методы решения проблем неравномерной загрузки электросетей. Проведен анализ конструкций тракторов с электроприводом, мобильных электрозарядных станций и разъемов для них. Обозначена актуальность использования накопителей энергии с целью снижения зависимости от электросетей и повышения мобильности и радиуса действия электротранспорта.

Применение предложенных решений в транспортной инфраструктуре позволит сделать более комфортной эксплуатацию как сельскохозяйственного, так и дорожного электротранспорта и будет способствовать ускорению темпов развития транспортных средств с электроприводом. Применение предложенных решений в энергосетях позволит снизить пиковые локальные нагрузки и будет способствовать более равномерному распределению энергии и нагрузки на генерирующие мощности.

Об авторах

Кирилл Евгеньевич Карпухин

Московский политехнический университет

Email: kir-karpukhin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6192-7817
SPIN-код: 8926-2694

канд. техн. наук, доцент, главный научный сотрудник Передовой инженерной школы электротранспорта

Россия, Москва

Алексей Федорович Колбасов

Московский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.f.Kolbasov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5259-5059
SPIN-код: 1846-1751

канд. техн. наук, старший научный сотрудник Передовой инженерной школы электротранспорта

Россия, Москва

Пабло Эмилио Итурралде Бакеро

Московский политехнический университет

Email: iturralde.p@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7714-5628
SPIN-код: 6982-9659

директор Передовой инженерной школы электротранспорта

Россия, Москва

Роман Владимирович Зимов

Московский политехнический университет

Email: zimov.edc@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-2824-4979
SPIN-код: 5118-8985

научный сотрудник Передовой инженерной школы электротранспорта

Россия, Москва

Семен Эдуардович Земцев

Московский политехнический университет

Email: Sam.zemtsev@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-6432-0440
SPIN-код: 4165-9333

старший научный сотрудник Передовой инженерной школы электротранспорта

Россия, Москва

Список литературы

  1. Gutov NM, Sayapov NS, Bykov SN. Solar panels for agriculture. In: Actual scientific and technical means and agricultural problems: Proceedings of the XII National Scientific and practical conference with international participation, Kuzbass State Agrarian University, June 20, 2024. – Kemerovo: Kuzbass State Agrarian University; 2024:161–167. (In Russ.) EDN: IKYEHA
  2. Zakirov AY. Solar energy in agriculture. Trends in the development of science and education. 2024;(106–11):193–195. doi: 10.18411/trnio-02-2024-640 (In Russ.) EDN: UGNFMY
  3. Zozulya MS, Tatarinova OV. The use of photovoltaics in agriculture on the example of the educational economy of the Tikhoretsky Industrial College. Active, ambitious, intellectual youth for agriculture. 2023;(2(15)):96–102. (In Russ.) EDN: TYIXHE
  4. Monarch company website [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://www.monarchtractor.com /
  5. ONOX company website [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://www.onox.de/onox-1
  6. Bender А, Whelan В, Sukkarieh S. A high-resolution, multimodal data set for agricultural robotics: A Ladybird’s-eye view of Brassica. Journal of field robotics, Special issue on agricultural robotics, PART 1. 2020;37(1):73–96 doi: 10.1002/rob.21877
  7. Autostat: sales of electric vehicles in Russia have fallen by 60% since the beginning of 2025 [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://www.kommersant.ru/doc/7605286 (In Russ.)
  8. The number of charging stations for electric vehicles has increased 6-fold in Russia: plans, statistics and prospects [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://atomobility.ru/tpost/1emi3och31-v-rossii-v-6-raz-viroslo-chislo-zaryadni
  9. Khayretdinova AR, Kasatkin II, Kolbasov AF .Model development of the charging infrastructure of Moscow. Moscow transport. Science and Design. 2025;(1):14–22. (In Russ.)
  10. Terenchenko AS. Euro-7: new environmental requirements for cars, trucks and buses in the European Union. Automotive Industry. 2024;(10):10–16. (In Russ.) EDN: OHKLXA
  11. Endachev DV, Terenchenko AS, Karpukhin KE, et al. Hybrid Energy Storage on Electric Vehicles. Advances in Engineering Research and Application. In: Proceedings of the International Conference on Engineering Research and Applications, Thai Nguyen, December 01–02, 2023. Cham: Springer; 2024:27–35. EDN: QILFDK.
  12. Nguyen HM, Karpukhin KE, Kolbasov AF, Nguyen HT. The problem of the operation of electric vehicles in difficult climatic conditions. Trudy NAMI. 2019;(3(278)):6–13. (In Russ.) EDN: KQNWOB.
  13. Startup L-Charge from Russia will launch mobile charging stations in London [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://www.venture-news.ru/tehnologii/66088-startap-l-charge-iz-rossii-zapustit-v-londone-mobilnye-zaryadnye-stancii.html (In Russ.)
  14. The first mobile charging for electric vehicles appeared on the roads of Birmingham [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: http://carsecology.ru/2014/04/25/na-dorogax-birmingema-poyavilas-pervaya-mobilnaya-zaryadka-dlya-elektromobilej/111/ (In Russ.)
  15. Helvetia invests in Charging [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://www.electrive.com/2019/06/26/helvetia-invests-in-chargery /
  16. Suit-case sized portable EV charger wins Decarbonising Cities award [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://thedriven.io/2022/07/20/portable-ev-charger-wins-shell-decarbonising-cities-award/amp/
  17. Power Exporter e: 6000 and Power Exporter 9000 portable external power output devices [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://global.honda/en/tech/Portable_External_Power_Output_Device_Power_Exporter
  18. This Mobile Charging Station Runs On Scrapped Batteries And Comes Right To Your Electric Car [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://www.fastcompany.com/3049018/this-mobile-charging-station-runs-on-scrapped-batteries-and-comes-right-to-your-electric-car/
  19. EVAR company website [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://www.evar.co.kr/mobile-ev-charger
  20. Volkswagen and the electric future: robots will charge our car in any parking lot [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://www.highmotor.com/ru/%D0%B3%D1%80%D1%83%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9-%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D1%82-Volkswagen.html
  21. Membership [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://www.chademo.com/membership
  22. Plugshare [internet] Accessed: 05/01/2025. Available from: https://www.plugshare.com /?area=28620

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Примеры использования технологии агровольтаика в различных частях мира. a — во Франции; заимствовано из: https://www.euronews.com/green/2022/10/10/here-are-all-the-positive-environmental-stories-from-2022-so-far. (информация о правообладателе отсутствует из-за недоступности web-сайта); b — во Вьетнаме; заимствовано из: https://solarpower.vn/ba-con-mien-nui-bac-ai-tiep-can-voi-dien-nang-luong-mat-troi/. © Solar Power, 2022. Все права защищены.

Скачать (520KB)
3. Рис. 2. Трактор с тяговым электроприводом Monarch MK-V. Заимствовано из: https://www.monarchtractor.com/hs-fs/hubfs/mkv-base%2Bballasts.png?width=400&name=mkv-base%2Bballasts.png. © Zimeno Inc. dba Monarch Tractor, 2022. Все права защищены.

Скачать (108KB)
4. Рис. 3. Трактор с тяговым электроприводом ONOX 1 и схема использования сменных аккумуляторных батарей. a — с аккумуляторной батареей в базе; b — с аккумуляторной батареей на подвесе сзади; c — с аккумуляторной батареей на подвесе спереди; d — общий вид электротрактора и съемного аккумуляторного блока. Изображение адаптировано с изменениями из: https://framerusercontent.com/images/pTX5xB7gNTgmysPHND9Besvn1zs.jpg?scale-down-to=2048. © ONOX, 2025. Все права защищены.

Скачать (140KB)
5. Рис. 4. Мобильная электрозарядная станция на базе грузового шасси. Заимствовано из: https://cdn.matador.tech/source//2/E2yoauiDp4Wp4x5zWAI7-vSAIOVpudiE.jpeg © портал Matador. 2021. Все права защищены.

Скачать (168KB)
6. Рис. 5. Мобильные электрозарядные станции на базе малотоннажных фургонов: а — на базе фургона N1, b — на базе фургона М1. Заимствовано из https://images.forococheselectricos.com/image/l/1100w/wp-content/uploads/2014/05/Tim-Hartles-demonstrates-the-RACs-new-electric-charger-2-800x579.jpg © ZERauto.nl, 2014. Все права защищены. и http://https//www.pinterest.com/pin/angel-car-worlds-first-mobile-charging-station-for-electric-cars--431923420493496566.

Скачать (379KB)
7. Рис. 6. Примеры мобильных электрозарядных станций на базе прицепа. Заимствовано из: http://img.suv666.com/mcn/news/article/d1bdce932b98e407f293ffbf1539b017.jpg-690x.

Скачать (67KB)
8. Рис. 7. Мобильная электрозарядная станция на базе велотрайка. Заимствовано из: https://a.d-cd.net/iP42d1BzyQy21DnIs6HcrMyq7ug-1920.jpg. 2019.

Скачать (178KB)
9. Рис. 8. Носимая мобильная электрозарядная станция. Заимствовано из: https://namstare.ro/wp-content/uploads/2021/03/imzzqfyb89eth3wj7kfc.jpg.

Скачать (192KB)
10. Рис. 9. Honda Clarity Fuel Cell и модуль Power Exporter 9000. Заимствовано из: https://www.log.com.tr/wp-content/uploads/2017/02/clartiy-660x371.jpg. © Honda Motor Co., Ltd. и ее дочерние и зависимые компании. 2014. Все права защищены.

Скачать (96KB)
11. Рис. 10. Мобильная электрозарядная станция для общественных паркингов и стоянок. Заимствовано из: https://soymotor.com/sites/default/files/usuarios/redaccion/portal/javimartin/bp-free-wire-mobi-charger_3.jpg. © Producciones Audiovisuales SoyMotor, S.L. Copyright, 2018. Все права защищены.

Скачать (202KB)
12. Рис. 11. Роботизированная мобильная зарядная станция EVAR от «Samsung». Заимствовано из: https://cdn.hevcars.com.ua/wp-content/uploads/2018/09/samsung-evar-hevcars-1.jpg.

Скачать (130KB)
13. Рис. 12. Концепция роботизированного зарядного комплекса от «Volkswagen Group». Заимствовано из: https://i.bstr.es/highmotor/2019/12/volkswagen-robot-carga-1-880x440.jpg. © Volkswagen. 2019. Все права зарегистрированы.

Скачать (86KB)
14. Рис. 13. Карта электрических зарядок на территории Евразии.

Скачать (295KB)

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».