Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка научно технических решений компонентов мобильных зарядных устройств для аккумуляторных батарей гибридного и электрического приводов городского грузового и пассажирского автомобильного транспорта

Докладчик: Келлер Андрей Владимирович

Должность: Начальник управления научной и иновационной деятельности, профессор

Цель проекта:
1. Реализуемый проект направлен на решение задачи ускоренной зарядки тяговых аккумуляторных батарей городского грузового и пассажирского автомобильного транспорта. 2. Цель - создание в рамках проекта "Создание перспективных автомобилей КАМАЗ-2020" отечественной элементной базы для мобильных и стационарных устройств, обеспечивающих скоростную зарядку аккумуляторов и электропитание бортовых и внешних потребителей при движении автомобиля и на стоянке. Конечным продуктом, создаваемым с использованием результатов проекта является реверсивное зарядное устройство, которое кроме основной функции зарядки аккумуляторов, способно обеспечивать питание потребителей переменным током. Роль проекта в создании конечного продукта заключается в разработке и экспериментальной проверке технических решений компонентов зарядного устройства. Результаты проекта позволят сформулировать основные технические решения и рекомендации для дальнейшей разработки и производства конечного продукта.

Основные планируемые результаты проекта:
1. При выполнении проекта планируется получить следующие основные результаты:
- анализ современного состояния исследований в области систем ускоренной зарядки для аккумуляторов транспортных средств с электротягой;
- математическая модель для расчета процессов заряда, разряда и переноса заряда в аккумуляторной батарее с системой управления ускоренной зарядкой;
- алгоритмы быстрого заряда аккумуляторов с автоматическим определением мощности сети;
- алгоритмы диагностики состояния аккумуляторных батарей;
- стационарный и мобильный макеты установки скоростной зарядки аккумуляторов (далее - УСЗА), включающие разрабатываемые научно-технические решения компонентов (реверсивный зарядный преобразователь, система управления зарядом);
- эскизная конструкторская документация на макеты;
- результаты исследовательских испытаний стационарного и мобильного макетов УСЗА;
2. Основные характеристики зарядного устройства, которое может быть построено с использованием разрабатываемых компонентов:
а) при зарядке аккумуляторов:
Выходное напряжение 600-800 В.
Выходной ток 0-100 А.
Максимальная мощность заряда 60 кВт.
Коэффициент мощности, не менее 0,98.
КПД, не менее.
Входное напряжение при питании от трехфазной сети 342-299 В.
Входное напряжение при питании от однофазной сети 176-244 В.

б) при работе в режиме инвертора:
Выходное напряжение линейное 342-399 В.
Выходной ток линейный, не менее 100 А.
Частота выходного напряжения 49,8-50,2.
Коэффициент несинусоидальности напряжения, не более 0,98.
КПД, не менее 0,95.

3. Новизна технических решений обеспечивается за счет применения современной элементной базы: IGBT-транзисторов последних поколений, управляющих контроллеров на аппаратной платформе ARM-Cortex M4. Научная новизна обеспечивается при создании и исследовании комплексной математической модели, описывающей процессы заряда, разряда, переноса заряда и процессы в системе управления зарядом.

4. Cамые популярные зарядные станции сегодня используют технологии, основанные на стандарте CHAdeMO. Эти зарядные станции предлагают мощность лишь до 50 кВт. Известное устройство NLG6, выпускаемое BRUSA Elektronik AG обладает мощностью всего 22 кВт. Разрабатываемые компоненты будут превосходить по мощности аналоги (мощность по ТЗ – 60 кВт).

5. Для достижения заявленных результатов разрабатываются и исследуются указанные ранее математические модели, а также стационарный и мобильный макеты УСЗА.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Планируемые результаты могут использоваться в следующих областях и устройствах:
- стабилизаторы тока и напряжения;
- импульсные источники питания;
- электромобили и электротранспорт;
- источники резервного и бесперебойного питания;
- автономные электростанции;
- ветроэнергетические установки и фотоэлектрические преобразователи;
- сварочные инверторы и установки по нанесению гальванических покрытий;
- набортная аппаратура транспортных средств специального назначения.

2. Основными потребителями являются:
-производители автомобильного транспорта, такие как ОАО «АвтоВАЗ», ОАО «КамАЗ», Горьковский
автозавод и др.;
- производители городского и общественного транспорта, таких как троллейбусы и трамваи;
- производители энергетического оборудования и электростанций, как автономного применения, так и
систем бесперебойного и резервного питания;
- производители промышленного оборудования, такого, как станки, плавильные индукционные печи,
гальванические ванны.

3. Планируемые результаты направлены на развитие отечественных предприятий реального сектора экономики, выпускающих электротранспорт, электронные устройства, силовые преобразователи и др.

Текущие результаты проекта:
- анализ современного состояния исследований в области систем ускоренной зарядки для аккумуляторов транспортных средств с электротягой;
- результаты патентных исследований;
- математическая модель для расчета процессов заряда, разряда и переноса заряда в аккумуляторной батарее с системой управления ускоренной зарядкой;