Преобразователь солнечной энергии для электротранспорта

Тема ПНИ: «Разработка и экспериментальная апробация технологии эффективного распределения потоков энергии для отечественного электрического транспортного средства с дополнительными источниками питания на основе фотоэлектрических преобразователей»

Заказчик: 

Минобрнауки РФ

Цели выполнения ПНИ:

Создание новых технологий и систем в области повышения уровня использования альтернативных источников энергии для транспортных средств, основанных на внедрении новых научно-технических решений, направленных на использование электрической и возобновляемой (солнечной) энергии для движения транспортных средств.

Аннотация: 

В рамках ПНИ рассматриваются дополнительные источники питания на основе батареи фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) для легкового электрического транспортного средства (электромобиля) с разработкой алгоритмов эффективного распределения потоков энергии, получаемых от батареи ФЭП. Элементы, используемые для изготовления батареи ФЭП имеют КПД не ниже 20 %.

На первом этапе работы были сформированы технические требования, проведены патентные и аналитические исследования в области электрических транспортных средств с комбинированными энергоустановками, которые также включают в себя и ФЭП. Разработаны: математическая модель движения и методика расчета тягово-динамических характеристик транспортного средства с дополнительными источниками питания на основе ФЭП, а также принципиальные схемы и эскизно-конструкторская документация на следующих системы: система накопления и хранения электроэнергии (СХНЭ); система фотоэлектрических преобразователей; система термостатирования СХНЭ.

На втором этапе работы было изготовлено экспериментальное электрическое транспортное средство с фотоэлектрическими преобразователями, а также следующие его составляющие: система хранения и накопления электроэнергии, система дополнительных источников энергии на основе ФЭП, система термостатирования компонентов тягового электропривода. Также разработаны программы и методики испытаний изготовленных образцов.

Натурные испытания экспериментального транспортного средства по определению запаса хода транспортного средства были проведены по процедуре Правил ООН № 101-01 на полигоне ИЦ НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ».

Размеры и КПД данной системы ФЭП позволяют электромобилю на широте Москвы получить до 280 кВтч электроэнергии в год (на широте Сочи до 380 кВтч в год). При производстве такого количества электроэнергии в Российской Федерации было бы выработано до 215 000 грамм СО₂. Следовательно, применение "солнечной батареи" на электротранспорте, при серийном оснащении, значительно снизит выбросы СО₂ и снизит нагрузку на электросети.

Система термостатирования элементов тягового электропривода способна поддерживать постоянную температуру в корпусе тяговой батареи в диапазоне +12...+18 ^оС при изменении температуры окружающего воздуха от -40… +50 ^оС, а также отвечает за поддержание рабочей температуры в контурах теплообмена агрегатов тягового электропривода.

В ходе выполнения проекта были достигнуты следующие показатели:

- эффективность применяемых элементов ФЭП более 20%;

- при использовании разработанной системы ФЭП, пробег на одной зарядке по комбинированному циклу NEDC на электротяге увеличился до 10%, а по городскому циклу до 15% в летние дни.

Уникальный идентификатор соглашения: RFMEFI62417X0047

Номер соглашения: № 14.624.21.0047

Дата начала: 26.09.2017

Дата окончания: 30.06.2019

Директор проекта, научный руководитель: к.т.н., доцент Карпухин Кирилл Евгеньевич

Руководитель направления «Электромобиль»: к.т.н., Колбасов Алексей Фёдорович

Руководитель направления «Электропривод»: к.т.н., Шорин Александр Алексеевич

Программа: «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы»

Головной исполнитель: Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ"»

Индустриальный партнер: ООО «Энер Зэт»

Разработаны алгоритмы распределния потоков энергии между электрохимическим накопителем, фотоэлектрическим преобразователем, электродвигателем и вспомогательным агрегатам

Предусмотрен штатный режим работы энергообеспечения электромобиля и 2 режима работы с системой ФЭП: "стационарный" и "в движении".

Разработан и изготовлен термостатированный модуль перезаряжаемой системы хранения электроэнергии

Разработан и изготовлен модуль системы термостатирования с жидкостным теплоносителем для перезаряжаемой иссетмы хранения электроэнергии

Разработан и изготовлен блока управления системой фотоэлектрических преобразователей и системой термостатирования экспериментального образца электромобиля

Разработаны и изготовлены модули системы дополнительных источников питания на основе фотоэлектрических преобразователей, повторяющие криволинейную поверхность кузовных элементов автомобиля.

План-график проведения ПНИ