Введение 7
1 Обзор аналогов 9
1.1 Электрокар модель «HM2» производство Россия 10
1.2 Электрокар «Garia Golf» производство Дания 11
1.3 Электрокар EAGLE EG2028K (производство Китай) 12
1.4 Беспилотный электрокар, на солнечных элементах разрабатываемый в
рамках выпускной квалификационной работы 13
1.5 Сравнительный анализ представленных моделей электрокаров 14
2 Тягово-динамический расчёт для беспилотного электрокара на солнечных
элементах 18
2.1 Исходные данные 18
2.2 Подготовка исходных данных для тягового расчета 18
2.3 Расчет внешней скоростной характеристики (ВСХ) двигателя 19
2.4 Определение передаточного числа главной передачи 20
2.4.1 Силовой баланс электрокара 21
2.5 Динамическая характеристика электрокара 22
2.6 Разгон электрокара 23
2.7 Время и путь разгона 25
2.8 Мощностной баланс электрокара 27
3 Разработка конструкции беспилотного электрокара на солнечных
элементах 29
3.1 Техническое задание на разработку конструкции беспилотного электрокара на солнечных элементах 29
3.1.1 Назначение и область применения беспилотного электрокара на
солнечных элементах 29
3.1.2 Основание для разработки 30
3.1.3 Цель и назначение представленной разработки 30
3.1.4 Технические требования к проектируемой конструкции
беспилотного электрокара на солнечных элементах 31
3.1.5 Этапы и стадии разработки 33
3.1.6 Порядок контроля и приёмки 33
3.2 Техническое предложение на разработку конструкции беспилотного
электрокара на солнечных элементах 34
3.2.1 Подбор необходимых материалов для разработки 34
3.2.2 Обоснование конструктивной компоновки электрокара 34
3.2.3 Эстетические и эргономичные требования, реализуемые в
разрабатываемой конструкции 36
3.2.4. Разработка конструкции рамы электрокара в программном обеспечении COMPAS 3D с расчётом на прочность в ANSYS 38
Расчёт рамы на прочность в программном обеспечении ANSYS 39
4 Разработка технологического процесса ремонта беспилотного
электрокара на солнечных элементах 45
4.1 Общие данные по ремонту беспилотного электрокара на 45
солнечных элементах 45
4.2.1 Ремонт подвески 45
4.2.2 Ремонт тормозной системы 46
4.2.3 Ремонт электрооборудования электрокара 47
4.2.4 Ремонт электродвигателя беспилотного электрокара на солнечных
элементах 48
4.2.5 Ремонт беспилотного оборудования 48
4.2.6 Ремонт или замена солнечных панелей беспилотного электрокара на
солнечных элементах 50
4.2.7 Обслуживание и замена аккумуляторных батарей беспилотного
электрокара на солнечных элементах 51
4.2.8 Проблемы и способы их устранения на беспилотном электрокаре на
солнечных элементах 52
5 Безопасность и экологичность беспилотного электрокара на солнечных
элементах 53
5.1 Разработка технологического паспорта 54
5.2 Оценка профессиональных рисков 54
5.3 Организационные (организационно-технические) мероприятия по
предотвращению чрезвычайных происшествий (пожар) 57
5.4 Обеспечение экологической безопасности рассматриваемого
технического объекта 58
5.5 Мероприятия по снижению негативного антропогенного воздействия на
окружающую среду 58
6 Экономическая эффективность беспилотного электрокара на солнечных элементах 60
6.1 Общая информация о проекте 60
6.2 Выбор способа изготовления рамы 61
6.3 Расчёт стоимости по производству рамы беспилотного 62
электрокара на солнечных элементах 62
Заключение 66
Список использованных источников 68
Приложение А. Спецификация по общему виду беспилотного электрокара на солнечных элементах 73
Приложение Б. Видео-материалы, анимации по тестированию беспилотного электрокара на солнечных элементах 74
С каждым годом в мире растёт число использования автомобилей ДВС, из-за чего экология страны и мира ухудшается, в связи, с чем Российские компании такие как: «Яндекс», «Группа ГАЗ» и ПАО «КАМАЗ» развивают проекты по созданию транспортных средств на электротяге с системами бес-пилотного управления. Данные компании уже подготовили план развития законодательства для беспилотного транспорта. Согласно этому плану, условия для выхода беспилотного транспорта на российские дороги планируется создать к 2022 году.
В плане учитывается 30 мероприятий, которые предполагают переход от тестирования беспилотного транспорта к их полноценной эксплуатации. План разделили на три основных этапа: в 2020 году — расширение условий полевых испытаний, в 2021-м — разработка условий для перехода от тестирования к полноценному использованию такого вида транспорта, в 2022 -м — создание условий для полноценной эксплуатации высоко- и полностью автоматизированных транспортных средств.
В начале апреля 2020 года президент РФ Владимир Владимирович Путин поручил собрать предложения ведомств и организаций по поводу допуска беспилотных машин на дороги без сопровождения страхующего инженера. Они должны быть представлены главе государства до 31 мая.
В связи с чем, развитие электротранспорта с беспилотным управлением, на данный момент является актуальным. В рамках дипломного проектирования предполагается достигнуть следующей цели: разработать беспилотный электрокар на солнечных элементах на кафедре «Проектирование и эксплуатация автомобилей». Данная модель электрокара является бюджетной, малогабаритной и простой в использовании. Для достижения поставленной цели в ходе выполнения выпускной квалификационной работы необходимо реализовать следующие задачи:
- систематизировать, расширить и закрепить приобретенные во время обучения навыки и знания;
- освоить навыки работы с технической документацией и литературой;
- сформировать техническое задание и предложение на конструкции разрабатываемого беспилотного электрокара на солнечных элементах;
- провести тяговый - динамический расчет с построение графиков разгона;
- составить чертежи по выбранной раме и предложенной компоновке беспилотного электрокара на солнечных элементах;
- разработать руководство по эксплуатации беспилотного электрокара на солнечных элементах;
- оценить экономическую эффективность использования беспилотного электрокара на солнечных элементах.
Работа над проектом выполнялась в рамках конкурса финансирования ТГУ 2017 г., а также при поддержке Фонда Содействия Инновациям программы «УМНИК НТИ». Изготовление и реализация проекта проводилась студентами в период с 2017-2020 г. в инжиниринговом центре «Формула Студент» под руководством заведующего кафедры «ПиЭА» Бобровского А.В. и к.п.н. доцента кафедры ПиЭА Угаровой Л.А. Моя роль в данном проекте, заключалась в организации студентов, постановке им задач и участие в сборке электрокара. За 3 года работы над проектом, выступала на всероссийских и международных конференциях, написала более 5 статей по данной тематике. Также мной была оформлена заявка № 2019502234 на патент «Электрокар» и получен патент на полезную модель № 119962 «Электрокар». Выиграны конкурсы в рамках данной темы. Были проведены испытания изготовленного электрокара, что подтвердило его работоспособность.
В выпускной квалификационной работе представлена разработка беспилотного электрокара на солнечных элементах, предназначенного для эксплуатации в зонах отдыха, рекреационных зонах, для прогулочных и туристических маршрутов. В работе проведен анализ представленных на отечественном и зарубежном рынках электрокаров и сравнительная оценка их основных параметров. В результате выполненной работы представлен опытный образец электрокара, который может быть оснащен системой беспилотного управления и батареей солнечных элементов, используемых для подзарядки батареи.
Цель выполненной выпускной квалификационной работы достигнута, посредством выполнения следующих задач:
- систематизированы, закреплены и реализованы приобретенные во время обучения знания;
- закреплены навыки работы с технической документацией и литературой;
- получен опыт формирования технического задания и технического предложения на примере конструкции нового изделия - беспилотного электрокара на солнечных элементах;
- освоена методика тягово-динамического расчета транспортного средства с построением графиков его динамического фактора и разгона;
- закреплены навыки выполнения чертежных работ в программном обеспечении COMPAS 3D по предложенной компоновке беспилотного электрокара на солнечных элементах с расчётом на прочность в AN¬SYS выбранной конструкции рамы;
- рассмотрены вопросы безопасности, экологичности и технической эксплуатации беспилотного электрокара на солнечных элементах;
- произведена оценка экономической эффективности изготовления рамы беспилотного электрокара на солнечных элементах.
Разработаны и подготовлены презентационные листы, чертежи общего вида электрокара и чертежи его элементов.
Работа над проектом выполнялась в рамках победы на конкурсе финансирования ТГУ 2017 г., а также при поддержке Фонда Содействия Инновациям программы «УМНИК НТИ». Изготовление и реализация проекта осуществлялось в инжиниринговом центре «Формула Студент», студентами в период с 2017-2020 г. под руководством заведующего кафедры «ПиЭА» Бобровского А.В. и к.п.н. доцента кафедры ПиЭА Угаровой Л.А.
Моя роль в данном проекте, заключалась в организации студентов, постановке им задач и участие в сборке электрокара. За 3 года работы над проектом: выступала на всероссийских и международных конференциях, написала более 5 статей по данной тематике. Также мной была оформлена заявка № 2019502234 на патент «Электрокар» и получен патент на полезную модель № 119962 «Электрокар». Одержала победу на конкурсах в рамках данной тематики. Были проведены испытания изготовленного электрокара, которые представлены в видео-материалах (приложение Б), что подтвердило его работоспособность.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
