Введение к работе
Актуальность работы. Для решения вопросов отдачи и приема энергии большой мощности во время разгона и торможения автомобиля предложена комбинация устройств накопления высокой удельной мощности и высокой удельной энергии. Разработана вспомогательная энергетическая система (ВЭС), основанная на использовании суперконденсаторов, преобразователя и аккумуляторной батареи (АБ).
Эффективное использование ВЭС при движении при нестационарных нагрузках повышает общую энергетическую эффективность и увеличивает автономность хода. Это означает, что в условиях движения с большим количеством остановок и ускорений относительно покрытого расстояния, общая затраченная энергия (на километр) будет ощутимо ниже у тягово-транспортных средств (ТТС) с АБ и ВЭС на суперконденсаторной основе, чем у тех же тягово-транспортных средств, но без вспомогательной энергетической системы. ТТС, оснащенное ВЭС, способно покрыть большее расстояние при одной зарядке аккумуляторов, с меньшим расходом топлива и меньшим загрязнением окружающей среды.
Цель работы – повышение эксплуатационных свойств гибридных тягово-транспортных средств с суперконденсаторами и аккумуляторными батареями.
Объекты исследования: система тягового электропривода тягово-транспортного средства с комбинированной энергоустановкой (КЭУ), аккумуляторная батарея, суперконденсатор, двигатель внутреннего сгорания, система управления.
Методы исследования. Поставленные в диссертационной работе задачи решались с использованием методов теории автоматического управления, математической статистики, моделирования. Основные теоретические результаты сопоставлялись с данными экспериментального исследования на реальном тягово-транспортном средстве с комбинированной энергоустановкой и лабораторном стенде.
Научная новизна. Исследована и разработана вспомогательная энергетическая система, содержащая преобразователь и суперконденсатор для компенсации динамической нагрузки, уменьшения расхода топлива и экологичности.
Практическая полезность. По результатам теоретических исследований создана методика комплексной оценки эффективности КЭУ.
Полученные в результате исследования статистические параметры позволяют установить степень его использования и обосновать выбор мощности и энергоемкости суперконденсатора.
Полученные результаты позволяют спроектировать и изготовить преобразователь для суперконденсатора.
Реализован макетный образец системы тягового электропривода.
Реализация результатов работы. Предложенные автором алгоритмы управления используются в учебном процессе ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина» и приняты к реализации в ООО «Элтех-КС». Конкретные положения диссертационной работы нашли применение в опытно-конструкторских разработках.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в сельском хозяйстве» (ФГОУ ВПО МГАУ, 20–22 ноября 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Научные проблемы развития автомобильного транспорта» (ФГОУ ВПО МГАУ, 2–4 апреля 2008 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития агропромышленного комплекса России» (ФГОУ ВПО МГАУ, 20–22 ноября 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в образовании и науке» (ФГОУ ВПО МГАУ, 29–30 января 2009 г.), а также на заседаниях кафедры «Автомобильный транспорт» в 2008–2011 гг.
Публикации. Результаты исследования опубликованы в трех научных журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных научных результатов диссертаций. Получены два патента на полезные модели.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и списка литературы, изложена на 122 страницах машинописного текста, включая 42 рисунка, 14 таблиц и библиографический список из 107 наименований.
