Тема: Проектирование гоночного болида класса EV «Формула студент» с разработкой системы балансировки тяговой аккумуляторной батареи

С каждым годом во всем Мире количество автомобилей постоянно увеличивается. Появляются новые модели, разрабатываются и внедряются инновационные технические решения. На данным момент остро стоит проблема влияния токсичности отработавших газов на окружающую среду и здоровье людей. Мировое сообщество разрабатывает технические решения для экономии топлива и снижению содержания токсичных выбросов в атмосферу. Экологические проблемы являются значительным приоритетом во многих странах мира и требуют современного подхода и решения.
Так как отработавшие газы автомобиля представляют огромную угрозу для здоровья человека и окружающей нас природной среды. Поэтому экологическим показателям автомобиля уделяется особое внимание. Одним из путей решения данной проблемы является переход на более экологические виды транспорта, такие как электротранспорт.
В настоящее время большое внимание развитию, производству и выпуску современных электрических наземных транспортных средств уделяет правительство Российской Федерации, о чем свидетельствует «Распоряжение Правительства РФ от 23 августа 2021 г. № 2290-р». Согласно этому распоряжению поручено «Минобрнауки России совместно с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти разработать перечень мероприятий по проведению фундаментальных научных исследований в области технологий электрического автомобильного транспорта» [1].
Движение Formula Student считается одним из образовательных элементов студенческий соревнования инженерных проектов, в котором команды из разных университетов должны разработать и представить собственный гоночный болид. Для того, чтобы победить автомобиль должен быть способен успешно пройти статические и динамические тесты соревнования.
Объект исследования: автономный электрический болид.
Предмет исследования: Система управления источниками питания автономного электрического болида.
Цель исследования: проектирование наиболее эффективной и современной системы управления накопителем электрической энергии электроболида с учетом регламента формула студент. для соревнования Formula Student класса Electric.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
1. выявить требования, которым должна удовлетворять наиболее эффективная и современная системы управления накопителем электрической энергии;
2. проанализировать схемы авктивной и пассивной балансировки АКБ;
3. рассмотреть типовые схемы зарядки АКБ;
4. разработать структурную схему электроболида
5. произвести моделирование для определения оптимальных характеристик тяговой аккумуляторной батареи;
6. выбрать конструктивное исполнение болида и расположение его основ
ных комплектующих

Купить

Разработки в области современного автономного электротранспорта являются одними из наиболее перспективных в современном автомобилестроении. На данный момент все мировые производители автомобилей ведут разработки в данном направлении и большинство из них являются спонсорами команд «Formula Student». Соревнования «Formula Student» позволяют молодым специалистам принимать участие в реальных инженерных проектах, что дает незаменимый опыт.
В данной выпускной квалификационной работе была разработана система контроля тяговой аккумуляторной батареи гоночного электрического болида, предназначенного для участия в международных соревнованиях «Formula Student» класс «Electric».
На основе полученных данных мы провели следующие этапы работы:
1. Ознакомились с регламентов и проанализировали типы тяговых АКБ. Согласно регламенту соревнований, тяговая АКБ должена удовлетворять следующим условиям: каждый сегмент аккумулятора системы тяги не должен превышать максимальное статическое напряжение 120 В постоянного тока, максимальную энергию 6 мДж, и максимальную массу 12 кг, максимальное напряжение между элементами не должно превышать 600В, так же батареи не могут быть солевыми и тепловыми, запрещены топливные элементы.
2. Представлена цифровая модель трассы для того, чтобы получить детальную информацию для определения максимально возможной скорости движения на её участках и оптимальной ёмкости тяговой АКБ.
3. Выбрали тип АКБ Li-ion марки Samsung INR18650-35E, максимальным напряжением и ёмкостью одной банки 3,6 В и 3,45 А∙ч.
4. Был проведен анализ существующих классификаций, технических характеристик и функций основных элементов системы управления. В результате анализа классификаций были выбраны конкретные типы элементов системы управления удовлетворяющих требованиям регламента. После чего были сформированы требования к каждому элементу системы для дальнейшего их подбора.
5 .После анализа основных функций элементов системы управления а также регламента Формула студент электрик был Произведен подбор основных элементов системы управления накопителем энергии с учетом регламента Формула студент электрик. Каждому элементу было предоставлено краткое описание его электрических характеристик а также схем.
6 . Разработали компоновку тяговой АКБ, которая наиболее оптимально подходит для реализации в рамках студенческого проекта. Разработали цифровую 3D модель конструкции расположения тяговых батарей.
Для усовершенствования конструкции гоночного болида ведущие команды класса «Formula Student» идут путем облегчения несущей рамы, замены трубчатой металлической конструкции на более легкую композитную. Данные решения позволяют значительно улучить масса-габаритные размеры, динамические и энергетические характеристики и показатели гоночных болидов.


Купить