Электромобиль с комбинированной энергоустановкой и накопителями энергии

• Автор: Шугуров, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 225 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РАБОТ ПО ЭЛЕКТРОМОБИЛЯМ, ИСТОЧНИКАМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ПРИВОДАМ ДЛЯ НИХ
1.1 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ, СТРАНЫ-УЧАСТНИКИ РАЗРАБОТОК
1.2 НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЭМ
1.2.1 «Чистые» ЭМ
1.2.2 Комбинированные (гибридные) энергетические системы электромобилей
1.3 ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ
1.3.1 Основные требования к аккумуляторным батареям
1.3.2 Тяговые аккумуляторные батареи
1.3.3 Электрохимические генераторы и топливные элементы
1.3.4 Емкостные накопители энергии
1.4 СОСТОЯНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ
1.4.1 Коллекторный электропривод постоянного тока
1.4.2 Бесконтактный электропривод
1.4.3 Асинхронный электропривод
1.4.4 Электропривод на основе синхронных электродвигателей ... 30 ВЫВОДЫ к разделу
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ С НЭ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА ЭНЕРГИИ
2.1 ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ОБРАЗЦУ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ
2.2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭМ НА БАЗЕ АВТОМОБИЛЯ «ГАЗЕЛЬ»
2.3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ЭМ С НЭ
2.4 АНАЛИЗ РАБОТЫ ЭМ С НЭ В ЦИКЛЕ
2.4.1 Скорость движения
2.4.2 Ток якоря тягового ЭД
2.4.3 Мощность, потребляемая тяговым ЭД
2.4.4 Потери в тяговом ЭД и НЭ
2.5 ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНДАРТНЫХ ЦИЮВД%
ВЫВОДЫ к разделу
3. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННЫХ ШРГЕЩШЖИХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ СТРУКЩ*ОЙ
3.1 АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СООТНОШЕНИЙ ПРИ Д§ЩШИИ ЭМ В ЦИКЛЕ БАЕ І227С. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КЭУ ЭМ дЩпУЛЕВОГО БАЛАНСА ЭНЕРГИИ В ЦИКЛЕ
3.2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭМ С КЭУ (ДВС-Г-НЭ)

3.2.1 Модель автомобиля
3.2.2 Модель ЭД ДПТ
3.2.3 Модель системы управления
3.2.4 Основные формулы расчета НЭ
3.2.5 Моделирование режимов движения в цикле
3.2.6 Дополнительные условия и особенности расчета
3.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭМ С КЭУ (ДВС-Г, НЭ) С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ БАЛАНСОМ ЭНЕРГИИ В ЦИКЛЕ
3.4 ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ КЭУ ЭМ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ЦИКЛА
ВЫВОДЫ к разделу
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЯГОВЫХ АБ В КЭУ
4.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭМ С АБ 10ЭМ
4.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КЭУ ЭМ (ДВС-Г И АБ)
ВЫВОДЫ к разделу
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭМ С НЭ. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ЭМ
5.1 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭМ НА НЭ И ЭМ С КЭУ НА БАЗЕ АВТОМОБИЛЯ «ГАЗЕЛЬ»
5.1.1 Определение среднесуточных пробегов
5.1.2 Расчет годового экономического эффекта
5.1.3 Анализ экономических показателей ЭМ с НЭ
ВЫВОДЫ к экономической части раздела
5.2 СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ С ДАННЫМИ, ПОЛУЧЕННЫМИ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ
5.2.1. Условия и программа испытаний опытных образцов ЭМ
5.2.2. Выверка математической модели ЭМ на базе автомобиля «ГА-Зелъ» с использованием результатов дорожных испытаний опытного образца ЭМ ГАЗ-З3022-Э
ВЫВОДЫ по сравнению результатов эксперимента и расчетов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Основные результаты и выводы по работе
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА Aft РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, СОСТАВЛЕННЫЙ ПО МАТЕРИАЛАМ КОНФЕРЕНЦИЙ EVS-14 (1997г.) и EVS-15 (1998г.)
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЗАО «ЭСМА» И КОМПАНИИ «ЭЛИТ»
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОБИЛЯ ГАЗ-2705 «ГАЗЕЛЬ»
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ПАРАМЕТРЫ ТЯГОВОГО ЭД
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ «ГАЗЕЛЬ»
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. ТЕКСТ ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ДВИЖЕНИЯ ЭМ С КЭУ И НЭ В ЦИКЛЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 10. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ЭМ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ТОКА ЯКОРЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 11. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ЭМ НА БАЗЕ АВТОМОБИЛЯ «ГАЗЕЛЬ» (НАПРЯЖЕНИЕ БАТАРЕИ НЭ-160 В)
ПРИЛОЖЕНИЕ 12. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ КЭУ ЭМ НА БАЗЕ АВТОМОБИЛЯ «ГАЗЕЛЬ» ПРИ ЕГО ДВИЖЕНИИ В ЦИКЛАХ SAE
J227C
ПРИЛОЖЕНИЕ 13. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭМ НА НЭ И С КЭУ НА БАЗЕ АВТОМОБИЛЯ «ГАЗЕЛЬ»
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АКТ ВНЕДРЕНИЯ

п юдолжение таблицы 2.1

4 960 540 25322 13
5 1200 300 31939 9
6 1440 60 38459 2
Безостановочный режим движения с У=соп81=48 км/ч
1 240 1260 7431 9
2 480 1020 15940 16
3 720 780 24381 19
4 960 540 32809 17
5 1200 300 41227 12
6 1440 60 49651 2
Безостановочный режим движения без поддержания У=сопз1
1 240 1260 8824 11
2 480 1020 18230 18
3 720 780 27639 21
4 960 540 37004 19
5 1200 300 46441 13
6 1440 60 55847 3
По результатам расчетов построена графическая зависимость пробега и транспортной работы ЭМ от энергетических показателей батареи НЭ (рис.2.1). На основании данных табл.2.1 и рис.2.1 можно сделать следующие выводы:
1. Максимум транспортной работы практически достигается при использовании трех блоков (шести батарей 50КДЭС-30). Суммарная масса батарей равна 720 кг и составляет примерно половину грузоподъемности базового автомобиля «ГАЗель» (1500 кг).
2. Цикл БАЕ )227С является одним из самых напряженных испытательных циклов. Безостановочный режим движения без поддержания постоянной скорости - напротив, один из наиболее облегченных. Исходя из этого, можно предположить, что графики, соответствующие всем промежуточным режимам движения, будут располагаться в области, ограниченной кривыми на рис.2.1.
3. Пробег при равной массе источника энергии в случае безостановочного движения с поддержанием постоянной скорости на 30% (без поддержания скорости - на 47 %) больше, чем при движении в циклах БАЕ )227С.
Как указывалось ранее, в основу создания ЭМ на НЭ в качестве источника энергии были положены ускоренный заряд и высокий срок службы. Поэтому в качестве источника энергии был выбран НЭ 50 КДЭС ЗАО «ЭСМА» (г.Троицк Московской обл.). Этот НЭ создан специально для тяговых целей. Он имеет максимальную удельную энергию среди известных НЭ (табл.7.1 Приложения 7) при вполне удовлетворительных показателях удельной мощности (по данным ЗАО «ЭСМА» - 500ч-600 Вт/кг).