Введение (постановка задачи и актуальность). Глобальный переход к низкоуглеродной экономике стимулирует развитие водородного транспорта. Ключевым преимуществом водородных топливных элементов (ТЭ) перед литий-ионными аккумуляторами является их высокая удельная энергия, что потенциально увеличивает запас хода и грузоподъёмность транспортных средств (ТС). Актуальность работы обусловлена необходимостью оптимизации энергоустановок гибридных ТС на основе ТЭ для повышения их энергоэффективности, которая сильно зависит от конфигурации системы. Цель исследования – анализ влияния конфигурации гибридной энергетической установки (ЭУ) на базе ТЭ и тяговой аккумуляторной батареи (ТАБ) на запас хода ТС в условиях городского и междугородного циклов движения.
Методология и методы. Для достижения цели была разработана математическая модель движения ТС, включающая баланс мощности ЭУ и модели компонентов: топливного элемента с протонообменной мембраной (ПОМТЭ), ТАБ и системы хранения водорода. Моделирование проводилось для городского и междугородного маршрута с варьированием ключевых параметров ЭУ: максимальной мощности ТЭ, ёмкости ТАБ и массы перевозимого водорода.
Результаты и научная новизна. Установлено, что оптимальная конфигурация ЭУ кардинально зависит от типа маршрута. Для городского цикла максимальный запас хода (1433 км) достигается при конфигурации с ёмкой ТАБ (40 Ач) и маломощным ТЭ (40 кВт). Для междугородного цикла ключевым является увеличение мощности ТЭ (до 160 кВт), что позволяет снизить требования к ТАБ и увеличить массу перевозимого водорода, обеспечивая запас хода до 833 км. Научная новизна заключается в методе повышения энергоэффективности водородного ТС с учётом влияния массы компонентов при анализе различных конфигураций ЭУ.
Практическая значимость. Результаты исследования позволят разработать более эффективные конфигурации силовых установок для водородного транспорта, оптимизированные под конкретные условия эксплуатации. Это способствует снижению массы ЭУ, увеличению запаса хода и, как следствие, повышению экономической целесообразности и экологической эффективности водородных ТС.