托木斯克理工大学的科学家与来自新西伯利亚的同事共同开发出一款模型，该模型能够确定确保电动公交车电池最大使用寿命的最佳条件。此模型综合考虑了电池电量、温度条件、乘客人数和车速等多种因素，且已在实际城市和郊区路线的试验中证明了其有效性。相关研究成果发表在《数学》杂志上。

科学家们开发的模拟模型，可反映电池在不同运行条件下发生的热和电过程。该方法的实施包含几个连续阶段：车辆现场测试、运行数据的收集和分析、描述电池退化的数学模型的构建和验证。

“我们提出的模型介于物理和化学建模、统计分析和神经网络方法之间。其创新之处在于能适应特定的电动公交车路线，同时考虑到气候条件、充电模式和放电深度，这使我们能够实时优化电池的运行参数。”项目经理、信息技术与机器人工程学院IT系副教授尼基塔·马尔秋舍夫说道。

在第一阶段，研究团队在城市和郊区线路上对电动公交车展开了全面测试，共进行九次，涵盖不同路况和交通强度。测试期间，电动公交车分别以部分载客和满载两种状态运行，最高时速达70公里/小时，车辆在每条线路上正常停靠接送乘客。实验过程中，测量并记录了电池电量、异步电动机的扭矩、电动机和逆变器的温度、电池电压以及电动机的旋转频率等数据。

尼基塔·马尔秋舍夫指出：“基于所获得的数据，我们开发了电动公交车牵引电气设备的通用功能图。该数学模型包括电池充电深度计算、牵引系统和电池本身的运行建模，以及通过变频器控制的异步电动机产生的牵引力评估。为研究电池老化过程，我们编制了一个方程组，其中考虑了温度、充电水平和充放电电流对容量损失的影响。”

研究还发现，电池寿命受温度影响极大。温度升高15度，寿命缩短30%;在43度的温度下运行，寿命几乎缩短一半。电流模式同样关键，当以两倍于正常电流的速度对电池进行放电或充电时，其寿命会缩短30%;以四倍于正常电流的速度充电或放电时，寿命会缩短47%。据科学家介绍，当当前充电水平为25%至65%且温度为20至30度时，电池可以达到最佳运行状态。模型已证实，沿途设置中间充电站将实现有效的热控制并显著降低电池降解率。

尼基塔·马尔秋舍夫表示：“未来，开发更精确的模型至关重要，这些模型要考虑到电池内部的温度分布和过程，以及不同类型电池的特性。一个有前景的方向是将远程信息处理数据与数字孪生连接起来，以实现自适应控制。此外，还需考虑运行条件的随机性，并构建概率模型，以便更准确地预测车队电池的使用寿命。”

据悉，这项研究涉及信息技术与机器人工程学院、新制造技术工程学院、尤尔加技术学院(TPU的一个分支)和NSTU的员工。