Повышение эксплуатационных свойств гибридных тягово-транспортных средств с суперконденсаторами и аккумуляторными батареями

• Автор: Строганов, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

Введение

Г лава 1. Анализ состояния работ

1.1 Электромобили и автомобили смешанного типа гибриды

1.2 Интеграция различных энергетических систем

1.3 Принцип действия суперконденсаторов

1.4 Современный уровень развития систем тяги с использованием супсрконденсаторов

1.5 Цели и задачи исследования

1.6. Выводы по главе 1

Глава 2. Исследование и разработка статического преобразователя

2.1 Введение
2.2 Дизайн силового блока
2.2.1 Топология повышающеепонижающего преобразователя
2.2.2 Дизайн и отбор элементов статического преобразователя
2.3. Меры обеспечения безопасности
2.4 Тепловой расчет
2.5. Механический дизайн
2.6. Выводы по главе 2
Глава 3. Система наблюдения и контроля
3.1. Введение
3.2. Алгоритмы конфоля
3.3. План коммуникаций
3.5 Программное обеспечение для мониторинга в реальном времени
3.6 Определение неполадок
3.7. Выводы по главе 3
Глава 4. Экспериментальные исследования
4.1 Введение
4.2 Испытательный полигон
4.2 Результаты испытаний
4.3. Выводы по главе 4
Глава 5. Экономическая эффективность
5.1 Экономический подход к результатам
5.2. Выводы по главе 5
Общие выводы
Список использованной литературы


На заре автомобильной эры, в конце - начале века, электромобили и автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) предлагали не только сопоставимые характеристики работы, но электромобили были даже более надёжны и безопасны. Соответственно, первая известная служба но прокату автомобилей в США («Электрик кэридж анд вэгон кампани», основанная в году, сокр. ЭКВК) имела в своём составе электромобили (Керш, г. Однако, из-за низкой мощности и малой автономии (неспособности преодолевать большие расстояния без перезарядки батарей) электромобилей (ЭМ) их раннее преимущество быстро закончилось с улучшением дизайна автомобилей с ДВС, которое сделало их достаточно надёжными и конкурентоспособными. По, когда серия неудач и конечное банкротство похоронили будущее ЭКВК, низкая автономность электромобилей, плюс, главенствующие экономические условия начала -го столетия стали результатом общего принятия по всему миру автомобилей с ДВС. Во время последней четверти -го столетия, благодаря нескольким обстоятельствам, таким, как нефтяной кризис, вопросы защиты окружающей среды и технологические прорывы, стали набирать вновь силу усилия по созданию жизнеспособного ЭМ. Достижения в технологиях силовой электроники в -х и последующие улучшения в -х дали рождение мощным и эффективным преобразователям (инверторам), которые сделали жизнеспособным использование электромоторов переменного тока, которые проще, эффективнее и обладают более высокой удельной мощностью, чем классический мотор постоянного тока. Вдобавок, в конце -х бесщёточный двигатель постоянного тока, изобретенный в году Т. Г. Вильсоном и П. Трики (Wilson and Trickey, ). Этот двигатель - версия синхронного двигателя, в котором постоянные магниты в роторе создают поле возбуждения - работает как двигатель постоянного тока, когда в нём применяется адекватный электронный контроль. Следовательно, он объединяет преимущества двигателя переменного тока с его высоким значением крутящего момента на малой скорости, а также и преимущество в сочетании простоты двигателя постоянного тока и его высокой удельной мощности, с одновременным достижением прекрасных динамических характеристик. Эти успехи рассеивали сомнения относительно эффективности и удельной мощности электромобилей. Тем не менее, ЭМ продолжали оставаться плохим конкурентом автомобилям с ДНС, главным образом из-за малой эффективности усзройств хранения энергии (сопоставимой с удельной энергией природного ископаемого топлива). Этот гандикап, хотя и присутствует сегодня, но постоянно уменьшается благодаря технологическим достижениям (новые технологии изготовления аккумуляторов, топливных элементов, и т. Сегодня, эффективность электрических систем намного выше, превосходя % (Eaves and Eaves, ), против типичных величин порядка % для современных дизельных моторов при движении в условиях города. Тем не менее, плотность энергии (Вт ч/л) и удельная энергия (Вт/кг) природного ископаемого топлива значительно выше, чем у самых совершенных аккумуляторов (API, ; Chan and Wang, ). Эго демонстрирует таблица 1. Эти данные подразумевают, что в тягово-транспортных средствах (TTC) с одинаковыми характеристиками полезное содержание энергии в бензиновом топливном баке в несколько раз выше, чем в самом современном блоке элементов такого же веса и размеров, что выражается меньшей автономией у ЭМ. ДВС). С другой стороны, 0-килограммовая батарея типа Li-ion может подать на колёса кВт ч, т. Таблица 1. Вышеизложенные доводы, плюс, проблема высокой начальной цены и низкая удельная мощность большинства аккумуляторов подтверждают наличие основных препятствий успешному внедрению конкурентоспособных ЭМ в частную и государственную индустрии. Решение проблемы с учётом всех факторов потребовало бы создания более совершенных аккумуляторов. Это может быть достигнуто только благодаря прорыву в технологиях и инвестициям в эти технологии, либо интеграции сохранения энергии природного ископаемого топлива с конверсией электрической энергии (высокая эффективность, низкая шумность, низкая стоимость эксплуатации и незначительное влияние на окружающую среду).