Тема: Проектирование тягового электропривода для гоночного болида класса EV «Формула студент»

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.
Данная работа реализуется в контексте разработки электроболида для участия в международных соревнованиях Formula Student класса Electric.
Объект исследования: автономный электрический болид.
Предмет исследования: привод автономного электрического болида.
Цель исследования: проектирование рационального тягового электрического привода гоночного автомобиля для соревнования «Formula Student» класса «Electric».
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
1. выявить требования, которым должен удовлетворять тяговый электро
привод гоночного электроболида;
2. проанализировать конструктивные особенности тягового электропри
вода ведущих команд Formula Student;
3. произвести моделирование для определения оптимальных динамиче
ских и электромеханических характеристик тягового электродвигателя;
4. изучить типы электродвигателей, применяемых в современных элек
троболидах и выбрать подходящий двигатель;
5. выбрать конструктивное исполнение тягового электродвигателя гоночного болида.


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 был разработан тяговый электропривод гоночного 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 конструкции и количество тяговых двигателей, которые используют в своих болидах мировые команды. Согласно регламенту соревнований, тяговый привод должен удовлетворять следующим условиям: мощность двигателей ограничена значением не более 80 кВт, максимальное напряжение между элементами не должно превышать 600 В. Также все компоненты должны быть рассчитаны на максимально возможные температуры нагрева.
2. Представлена цифровая модель трассы для того, чтобы получить детальную информацию для определения максимально возможной скорости движения на её участках и оптимальную мощность тяговых электродвигателей.
3. Рассчитали и выбрали два электродвигателя ERMAX-188 с воздушным охлаждением, номинальной мощностью по 30 кВт. Установили, что выбранный электродвигатель преодолеет дистанцию в 22 километра без перегрева.
4. Разработали компоновку тяговых электродвигателей, которая наиболее оптимально подходит для реализации в рамках студенческого проекта. Описали возможность использования электронного дифференциала. Разработали цифровую 3D модель конструкции расположения тяговых батарей и электрических двигателей.
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