Optimalizace využití energie hybridního monopostu Formule Student

Abstract

Práca sa zaoberá skúmaním možností na úsporu a optimálne využitie energie s cieľom minimalizáce času na prejazd Formula Student vozidla vopred definovanou traťou. V rámci práce bol navrhnutý riadiaci algoritmus hybridného pohonu vozidla s variabilnými parametrami, ktoré určujú intenzitu generovania a úspory energie. Dopad tohto algoritmu bol vyhodnocovaný pomocou nástroja na výpočet teoretického času na prejazd vozidla definovanou traťou na základe maximálnych adhéznych možností vozidla a špecifikovaného modelu pohonného ústrojenstva rozšíreného o hybridný pohon. Vhodné parameter riadiaceho algoritmu boli nájdené použitím matematickej optimalizácie. Záver práce obsahuje zhodnotenie prínosu navrhnutého algoritmu na vybranej testovacej trati a stručný popis krokov odporúčaných pred implementáciou algoritmu do reálneho vozidla.

This thesis explores opportunities for saving and optimal usage of energy with the goal of minimizing lap time of a Formula Student vehicle on a pre-defined track. Within the scope of this work a concept of a control algorithm for the hybrid powertrain of the vehicle was designed. The algorithm has variable parameters, which determine the intensity of energy generation and saving. The impact of this algorithm was evaluated using a tool designed for estimation of lap time on a given racing course based on a vehicle performance envelope defined by maximal adhesion capabilities and a model of longitudinal dynamics extended by a model of the hybrid powertrain. Appropriate values of the control algorithm parameters were determined by mathematical optimization of the problem. The conclusion of the thesis sums up the benefits of the proposed algorithm on a given test track with a brief proposal of steps needed for an implementation of the algorithm in the real vehicle.