Система живлення електромобіля (курсова робота)
Спеціальність: Системи енергетики сталого розвитку
Код дисципліни: 6.141.09.E.063
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Лектор: Старший викладач, к.т.н. Козій Володимир
Семестр: 8 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Загальні компетентності:
• здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел;
Фахові компетентності:
• здатність використовувати базові знання з фізики, вищої математики та теоретичних основ електротехніки для вирішення практичних задач в галузі електромеханіки;
• здатність використовувати знання з теорії електричних машин, апаратів та електроприводу для вирішення практичних задач в галузі приводів транспортних засобів (ТЗ);
• здатність використовувати сучасні методи розрахунку, проектування та аналізу роботи систем електроприводів ТЗ;
• здатність до вивчення та аналізу науково-технічної інформації в галузі електроприводів повних та гібридних ЕМ, а також міського електротранспорту;
• здатність до моделювання режимів роботи електроприводів повних та гібридних ЕМ, а також міського електротранспорту.
Фахові компетентності професійного спрямування:
• розуміння процесів та знання особливостей конструкцій електричних машин, привідних механізмів та електронних систем керування їх роботою для систем електричного транспорту;
• розуміння вимог та особливостей систем електроприводів ТЗ різного типу, а також уміння розрахунку їх параметрів;
• набуття уміння проектувати елементи та системи повних і гібридних ЕМ та міського електротранспорту;
• знання систем діагностики, а також особливостей розрахунку і оцінки надійності систем та електрообладнання повних і гібридних ЕМ та міського електротранспорту;
• здатність застосовувати знання та уміння для побудови математичних моделей елементів та систем електричного транспорту в середовищі MATLAB з метою проведення теоретичних досліджень.
Результати навчання: • здатність демонструвати знання і розуміння принципів, що лежать в основі електротранспорту,
• здатність демонструвати знання та розуміння методологій проектування, відповідних нормативних документів, чинних стандартів і технічних умов,
• уміння застосовувати знання і розуміння для розв’язування задач синтезу та аналізу систем електроприводів ТЗ,
• уміння застосовувати знання технічних характеристик, конструкційних особливостей, призначення і правил експлуатації устаткування та обладнання для вирішення технічних задач,
• уміння розраховувати, конструювати, проектувати, досліджувати, експлуатувати, ремонтувати, налагоджувати типове для обраної спеціалізації устаткування та обладнання,
• здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Основи електротранспорту, Електричні машини та обладнання електроенергетичних систем сталого розвитку, Основи теорії автоматичного керування та принципи побудови САК, Основи проектування елементів та систем повних і гібридних електромобілів та міського електротранспорту, Електрообладнання та енергетичні системи живлення повних і гібридних електромобілів та міського електротранспорту, Інженерія систем та електрообладнання повних і гібридних електромобілів та міського електротранспорту.
Короткий зміст навчальної програми: У курсовому роботі (КР) необхідно розробити проект гібридної системи бортового електричного живлення (ГСБЕЖ) повного електромобіля (ЕМ), яка складається з двох джерел нагромадження та зберігання електричної енергії – акумуляторної батареї (АБ) заданого типу та суперконденсаторного (СК) модуля. Проектована ГСБЕЖ буде призначена для живлення, в першу чергу, системи електропривода ЕМ, а також решти його електричних споживачів. Параметри ЕМ та його електропривода для кожного зі студентів будуть такими, як у КП, що виконувався у попередньому семестрі в рамках навчальної дисципліни «Системи електропривода електромобілів та електротранспорту».
Крім різної системи електропривода, конкретні варіанти для студентів відрізнятимуться конфігурацією ГСБЕЖ – розглядатимуться такі три типи конфігурацій:
1) СК/АБ напівактивна ГСБЕЖ;
2) АБ/СК напівактивна ГСБЕЖ;
3) активна АБ-СК ГСБЕЖ.
Крім цього задаватимуться різні типи АБ.
Опис: Орієнтовний зміст пояснювальної записки основної частини КP:
Вступ.
1. Розрахунок основних параметрів та вибір елементів ГСБЕЖ.
1.1. Розрахунок основних параметрів та вибір АБ.
1.2. Розрахунок основних параметрів СК-модуля та вибір СК.
1.3. Розрахунок основних параметрів DC-DC перетворювача (ів) та вибір силових транзисторів.
2. Вибір структури системи керування ГСБЕЖ та опис її роботи.
3. Розроблення та опис загальної принципової схеми ГСБЕЖ з мікроконтролерним керуванням.
4. Побудова комп’ютерної моделі ГСБЕЖ в середовищі Matlab/Simulink та дослідження її роботи.
4.1. Побудова комп’ютерної моделі спроектованої ГСБЕЖ.
4.2. Налагодження роботи системи керування ГСБЕЖ.
4.3. Налаштування параметрів системи керування на моделі та отримання осцилограм роботи спроектованої ГСБЕЖ.
Висновки.
Перелік посилань.
Методи та критерії оцінювання: Оцінювання знань забезпечується поточним контролем та підсумковим контролем. Поточний контроль здійснюється під час консультацій з курсового проектування шляхом усного опитування. Підсумковий контроль знань проводиться у вигляді захисту курсового проекту перед комісією.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: 20 балів.
Захист курсового проекту:
Повнота та якість виконання - 60 балів, доповідь та відповіді на запитання – 20 балів.
Разом за захист – 80 балів.
Разом за КP – 100 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Nikolaidisa P., Poullikkas A. A comparative review of electrical energy storage systems for better sustainability. Journal of Power Technologies. 2017, Vol. 97, No. 3, p. 220–245.
2. Andwari A. M., Pesiridis A., Rajoo S., Martinez-Botas R., Esfahanian V. A review of Battery Electric Vehicle technology and readiness levels. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017, Vol. 78, p. 414–430.
3. Wang Q., Jiang B., Li B. Yan Y. A critical review of thermal management models and solutions of lithium-ion batteries for the development of pure electric vehicles. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016, Vol. 64, p. 106-128.
4. Hemmati R., Saboori H. Emergence of hybrid energy storage systems in renewable energy and transport applications – A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016, Vol. 65, p. 11–23. DOI: 10.1016/j.rser.2016.06.029.
5. Cabrane Z., Ouassaid M. Maaroufi M. Analysis and evaluation of battery-supercapacitor hybrid energy storage system for photovoltaic installation. Intern. Journal of Hydrogen Energy. 2016, Vol. 41, p. 20897-20907. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2016.06.141.
6. Ma T., Yang H., Lu L. Development of hybrid battery–supercapacitor energy storage for remote area renewable energy systems. Applied Energy. 2015, Vol. 153, p. 56–62. DOI: 10.1016/j.apenergy.2014.12.008.
7. Asensio M., Magallan G., Amaya G., De Angelo C. Efficiency and Performance Analysis of Battery-Ultracapacitor based Semi-active Hybrid Energy Systems for Electric Vehicles. IEEE Latin America Transactions. 2018, Vol. 16, No. 10, p. 2581-2590. DOI: 10.1109/TLA.2018.8795138.
8. Khalid M. A Review on the Selected Applications of Battery-Supercapacitor Hybrid Energy Storage Systems for Microgrids. Energies. 2019, Vol. 12, No. 23, p. 1-34. DOI:10.3390/en12234559.
9. Akar F., Tavlasoglu Y., Vural B. An Energy Management Strategy for a Concept Battery/Ultracapacitor Electric Vehicle With Improved Battery Life. IEEE Transactions on Transportation Electrification. Mar. 2017, Vol. 3, No. 1, p. 191-200.
10. Kotra S., Mishra M. K. A Supervisory Power Management System for a Hybrid Microgrid With HESS. IEEE Transactions on Industrial Electronics, May 2017, Vol. 64, No. 5, p. 3640-3649.
11. Shchur I., Rusek A. An onboard power feeding system for electric vehicles using ultracapacitor. Electromechanical and Energy Saving Systems. 2012, Vol. 3, p. 278–282.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).