Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка комбинированной энергоустановки транспортных средств с алгоритмами взаимодействия основных элементов, обеспечивающими повышение их общей энергоэффективности

Докладчик: Карпухин Кирилл Евгеньевич

Должность: Начальник управления "Комбинированные энергоустановки", к.т.н.

Цель проекта:
Разработка комбинированной энергоустановки транспортных средств с алгоритмами взаимодействия основных элементов, обеспечивающими повышение их общей энергоэффективности.

Основные планируемые результаты проекта:
В ходе выполнения ПНИ должны быть получены следующие научно-технические результаты:
2.1. Промежуточные и Заключительный отчёты по результатам работ ПНИ.
2.2. Отчёт о патентных исследованиях в области транспортных средств с
комбинированной энергоустановкой за период 2009 – 2013 гг. в соответствии с ГОСТ Р15.011-96.
2.3. Принципиальная схема системы накопления и хранения электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.4. Принципиальная схема системы термостатирования накопителей электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.5. Эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.6. Эскизная конструкторская документация на систему накопления и хранения электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.7. Эскизная конструкторская документация на систему термостатирования накопителей электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.8. Программное обеспечение для экспериментального образца комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.9. Экспериментальный образец комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.10. Программа и методика испытаний экспериментального образца комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.11. Программа и методика проведения испытаний системы накопления и хранения электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.12. Программа и методика проведения испытаний системы термостатирования накопителей электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.13. Рекомендации по внедрению разработанной комбинированной энергоустановки транспортных средств.
2.14. Проект технического задания на проведение ОКР, по теме: «Разработка и изготовление опытного образца комбинированной энергоустановки транспортных средств с алгоритмами взаимодействия основных элементов, обеспечивающими повышение их
общей энергоэффективности».
Требования к выполняемым работам/пути и способы их достижения:
3.1. Должен быть выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты) - не менее 15 научно-информационных источников за период 2009 – 2013 гг.
3.2. Должны быть выполнены патентные исследования в области транспортных средств с комбинированной энергоустановкой за период 2009 – 2013 гг. в соответствии с ГОСТ Р15.011-96.
3.3. Должны быть разработаны технические требования на экспериментальный образец комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.4. Должна быть проведена сравнительная оценка существующих схем комбинированных энергоустановок транспортных средств.
3.5. Должна быть разработана принципиальная схема системы накопления и хранения электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.6. Должна быть разработана принципиальная схема системы термостатирования накопителей электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.7. Должна быть разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.8. Должно быть разработано программное обеспечение для экспериментального образца комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.9. Должен быть изготовлен экспериментальный образец комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.10. Должна быть разработана эскизная конструкторская документация на систему накопления и хранения электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.11. Должна быть разработана эскизная конструкторская документация на систему термостатирования накопителей электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.12. Должна быть изготовлена система накопления и хранения электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.13. Должна быть изготовлена система термостатирования накопителей электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.14. Должно быть проведено математическое моделирование работы комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.15. Должен быть проведен выбор наиболее эффективных алгоритмов взаимодействия основных элементов комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.16. Должны быть разработаны Программа и методика испытаний экспериментального образца комбинированной энергоустановки транспортных средств с выбранными алгоритмами взаимодействия основных элементов, обеспечивающими повышение их общей энергоэффективности.
3.17. Должны быть разработаны Программа и методика проведения испытаний системы накопления и хранения электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.18. Должны быть разработаны Программа и методика проведения испытаний системы термостатирования накопителей электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.19. Должны быть проведены комплексные испытания экспериментального образца комбинированной энергоустановки транспортных средств с выбранными алгоритмами взаимодействия основных элементов, обеспечивающими повышение их общей энергоэффективности, по разработанным Программе и методике испытаний.
3.20. Должны быть проведены испытания системы накопления и хранения электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.21. Должны быть проведены испытания системы термостатирования накопителей электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств.
3.22. Должны быть проведены исследования полного жизненного цикла технологии создания энергосберегающих систем.
3.23. Должны быть проведены исследования, анализ и оценка входных и выходных параметров и состояний накопителей в процессе эксплуатационного цикла.
3.24. Должно быть проведено обобщение результатов ПНИ и сделаны выводы по ПНИ.
3.25. Должна быть проведена разработка рекомендаций по внедрению разработанной комбинированной энергоустановки транспортных средств с алгоритмами взаимодействия основных элементов, обеспечивающими повышение их общей энергоэффективности в
реальный сектор экономики.
3.26. Должна быть проведена разработка проекта технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка и изготовление опытного образца комбинированной энергоустановки транспортных средств с алгоритмами взаимодействия основных элементов, обеспечивающими повышение их общей энергоэффективности».
3.27. Должны быть проведены маркетинговые исследования потребности рынка в транспортных средствах с комбинированными энергоустановками отечественного производства, а также возможного обеспечения экспортного потенциала и замещения
импорта, на основе изготовленного экспериментального образца.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты работы будут направлены на развитие научно-технического и технологического комплекса страны в сфере повышения энергоэффективности и энергосбережения в транспортном секторе России. Результаты работы будут использоваться для проведения ОКР с заводами отрасли по производству транспортных средств и их комплектующих. Результаты работы будут использоваться для формирования государственной политики в транспортном комплексе в целях повышения энергосбережения и энергоэффективности. Результаты исследований будут внедрены в учебный процесс технических университетов при подготовке студентов и аспирантов, а также при подготовке материалов для учебных пособий, учеников и лекционных курсов для подготовки специалистов по специализированным кафедрам технических университетов. Результаты работ могут быть востребованы и внедрены на предприятиях малой энергетики, частными лицами, а также организациями МЧС России, Минобороны России и др.

Текущие результаты проекта:
Проделанный аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ, в том числе обзор научных информационных источников позволил выделить наиболее актуальные задачи, решению которых посвящена представленная работа.
В проведенных патентных исследованиях в области транспортных средств с комбинированной энергоустановкой при ретроспективности поиска с 2009 года, было рассмотрено более 100 патентов, направленных на решение аналогичных задач, и выявлена патентная новизна разрабатываемых в рамках данной работы технических решений.
В разработанных технических требованиях на экспериментальный образец комбинированной энергоустановки транспортных средств, посредством проведения математического моделирования и анализа результатов этого моделирования, анализа результатов патентного поиска и поиска в других информационных источниках, позволили сформулировать технические требования к номенклатуре параметров, к точности их определения и точности воспроизведения внешних условий.
Сравнительная оценка существующих схем комбинированных энергоустановок транспортных средств показала, что система Range Extender имеет большие возможности, чем обычные схемы. При достаточно компактных размерах она обеспечивает высокие экономические и экологические показатели.
Разработанная принципиальная схема системы накопления и хранения электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств позволяет обеспечить:
- объединение модулей аккумуляторной батареи (АБ) в единый накопитель, способный функционировать с необходимой надежностью в составе комбинированных энергоустановок;
- защиту аккумуляторов АБ от перегревов, вызванных работой аккумуляторов с большими токами в режимах заряда или разряда;
- выравнивание напряжений отдельных аккумуляторных ячеек АБ с возможно минимальными потерями энергии выравнивания;
- термостатирование аккумуляторных ячеек АБ, обеспечивающее их работу в наиболее благоприятных условиях, не связанными с условиями внешней среды;
- увеличение ресурса АБ за счет уменьшения нагрузок на отдельные аккумуляторные ячейки, имеющие емкость менее средней по батарее;
- обеспечение компонентов комбинированной энергоустановки корректной информацией о состоянии АБ для возможности более энергоэффективного функционирования.
Разработанная принципиальная схема системы термостатирования накопителей электрической энергии для комбинированной энергоустановки транспортных средств позволяет функционировать системе накопления и хранения электрической энергии в зонах критических температур.