Оценка эффективности рекуперации энергии при торможении карьерного самосвала
Авторы: Арутюнян Г.А., Дианов В.А., Лобачев И.В.
Опубликовано в выпуске: #7(175)/2026
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Наземные транспортно-технологические средства и комплексы
На основе реальных данных телеметрии сформированы типовые маршруты движения карьерного самосвала в условиях действующего угольного разреза. Проведены математическое моделирование перемещения по маршруту и анализ мощностного баланса, позволивший сопоставить затраты энергии на движение с энергией, возвращаемой в процессе рекуперации. Представлена оценка эффективности рекуперации энергии при торможении самосвала во время движении по типовым маршрутам. В результате исследования количественно определена доля рекуперируемой энергии и выявлены ключевые ограничения эффективности системы. Сформулированы требования к тяговой аккумуляторной батарее, включая оценку ее необходимой емкости. Проанализирована потребность в использовании дополнительных тормозных резисторов для рассеяния избыточной энергии. Полученные результаты позволяют количественно оценить долю доступной энергии и ограничения, определяющие эффективность системы, а также дают основу для оптимизации систем рекуперации на карьерной технике.
EDN KNOMPK
Литература
[1] Soofastaei A., Karimpour E., Knights P., Kizil M. Energy-efficient loading and hauling operations. In: Energy Efficiency in the Minerals Industry. Cham, Springer International Publishing, 2018, pp. 121–146.
[2] Nessim W., Zhang F.J., Zhao C.L., Zhu Z.X. Optimizing operational performance of diesel mining truck using thermal management. Adv. Mat. Res., 2013, vol. 813, pp. 273–277.
[3] Wang Q., Zhang R., Lv S., Wang Y. Open-pit mine truck fuel consumption pattern and application based on multi-dimensional features and XGBoost. Sustain. Energy Technol. Assessments, 2021, vol. 43, no. 100977, p. 100977.
[4] Ibañez Noriega I., Sagastume Gutiérrez A., Cabello Eras J.J. Energy and exergy assessment of heavy-duty mining trucks. Discussion of saving opportunities. Heliyon, 2024, vol. 10, no. 3, p. e25358.
[5] Сергиенко В.П., Целуев М.Ю., Бухаров С.Н. Prediction of Thermal Conditions for Multidisc Oil-Cooled Brake of a Mining Truck. SAE Technical Paper, 2010, 2010-01-1713. DOI: 10.4271/2010-01-1713
[6] Koellner W.G., Brown G.M., Rodriguez J., Pontt J., Cortes P., Miranda H. Recent advances in mining haul trucks. IEEE Trans. Ind. Electron., 2004, vol. 51, no. 2, pp. 321–329.
[7] Yu Y., Wang Y., Li Q., Jiao B. A predictive energy management strategies for mining dump trucks. Energy Eng., 2024, vol. 121, no. 3, pp. 769–788.
[8] Jin C., Yi T., Shen Y., Khajepour A., Meng Q. Comparative study on the economy of hybrid mining trucks for open-pit mining. IET Intell. Transp. Syst., 2019, vol. 13, no. 1, pp. 201–208.
[9] Lobachev I., Khlobystov I., Potashnikov M., Buzunov N., Kartashov A. Statistical evaluation of regenerative braking of trucks with energy efficient mechatronic transmission. E3S Web Conf., 2024, vol. 592, p. 07007.
[10] Zhang W., Yang J., Zhang W., Ma F. Research on regenerative braking of pure electric mining dump truck. World Electric Veh. J., 2019, vol. 10, no. 2, p. 39.
[11] Gorelov V., Kartashov A., Shkarupelov E. Selection of a rational layout of an electromechanical transmission for a mining dump truck using mathematical simulation. AIP Conference Proceedings, 2025, vol. 3347, issue 1, Art. no. 020095. DOI: 10.1063/5.0290351
[12] Buzunov N.V., Emelyanov M.A., Gazizullin R.L., Kartashov A.B., Murashov M.V. Sampling of a driving cycle for e-trucks with a mechatronic transmission. E3S Web of Conferences, 2023, vol. 431, art. no 08003. DOI: 10.1051/e3sconf/202343108003
[13] Yang Y., Liu Q., Han Y., Wang Y., Yang W., Luo D. Investigation of regenerative braking for the electric mining truck based on fuzzy control. Int. J. Veh. Perform., 2023, vol. 1, no. 1.
[14] Rashid Khan H., Latif Ahmad A. Supercapacitors: Overcoming current limitations and charting the course for next-generation energy storage. J. Ind. Eng. Chem., 2025, vol. 141, pp. 46–66.
[15] Puddu P., Paderi M. Hydro-pneumatic accumulators for vehicles kinetic energy storage: Influence of gas compressibility and thermal losses on storage capability. Energy (Oxf.), 2013, vol. 57, pp. 326–335.
[16] Shishkin P.V. et al. Optimization of energy balance and powertrain for electric mining dump trucks in Coal Mine reclamation operations. World Electric Veh. J., 2025, vol. 16, no. 11, p. 601.
[17] Хлобыстов И.Д., Бузунов Н.В., Карташов А.Б., Соснин А.А. Исследование алгоритмов управления комбинированной энергетической установкой карьерного автосамосвала. Электротехнические комплексы и системы: сборник материалов III Всероссийской конференции по электрическим машинам. Екатеринбург, Изд-во УМЦ УПИ, 2025, с. 176–185.
[18] Han T., Zeng B., Tong Y. Theoretical study on energy recovery rate of regenerative braking for hybrid mining trucks with different parameters. J. Energy Storage, 2021, vol. 42, no. 103127, p. 103127.
[19] Kotiev G.O., Butarovich D.O., Kositsyn B.B. Energy efficient motion control of the electric bus on route. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 315, art. no. 012014. DOI: 10.1088/1757-899X/315/1/012014
[20] Pryalukhin A.F. et al. Simulation modeling of energy efficiency of electric dump truck use depending on the operating cycle. World Electric Veh. J., 2025, vol. 16, no. 4, p. 217.
[21] Бокарев А.И., Дианов В.А., Карташов А.Б. [и др.] Типовые циклы эксплуатации карьерных самосвалов грузоподъемностью 220 тонн. Вестник Кузбасского государственного технического университета, 2024, № 5 (165), с. 98–107. DOI: 10.26730/1999-4125-2024-5-98-107
[22] Kartashov A., Kositsyn B., Kotiev G., Nazarenko S., Dubinkin D. Ensuring energy efficiency and safety of the cyclic operation of the mining dump truck. E3S Web Conf., 2020, vol. 174, p. 03009.