Система прискореного охолодження акумуляторів електромобіля перед запланованим їх швидким заряджанням
Автор: Ніневський Георгій Олександрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електромеханічні системи автоматизації та електропривод
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Вступ до пояснювальної записки присвячений загальному огляду та характеристиці електромобілів, зокрема історії розвитку та подальшого занепаду виробництва електромобілів від їх винаходу до останнього часу. У першому розділі записки розглядаються різні види електромобілів, в тому числі електромобілі, які живляться тільки від акумулятора. Такі електромобілі заряджаються від домашньої мережі чи на зарядній станції. Також розглянуті гібридні автомобілі, які окрім акумулятора оснащені або паливним елементом, або електромобілі, які оснащений акумуляторними батареями і фотогальванічними елементами. Детально розглянуті питання порівняльних характеристик електромобіля і автомобіля, що працює на викопному паливі, де поряд із безсумнівними перевагами вказані недоліки, та причини, що наразі поки що знижують популярність електромобілів. Таким проблемним вузлом електрокара на сьогодні ще є акумуляторні батареї. Також у формі таблиці проілюстровані дані електромобілів серійного виробництва, для яких вказано модель, пробіг, максимальна швидкість, можливий час зарядки, рік випуску і кількість електромобілів проданих за час актуальності цієї моделі електромобіля. Розглянуто також напрями розвитку автомобільної індустрії з метою підвищення екологічних показників, прогнозовані чинники, що, можливо, вплинуть на розповсюдження електромобілів [4], [5], [6], [9], [10], [17]. Об’єкт дослідження – процеси прискореного охолодження акумуляторів електромобіля перед запланованим їх швидким заряджанням. Предмет дослідження – параметри системи забезпечення прискореного охолодження акумуляторів електромобіля перед запланованим їх швидким заряджанням. Мета дослідження: техніко-економічне обґрунтування доцільності використання можливостей кондиціонера електромобіля для забезпечення прискореного охолодження акумуляторів електромобіля перед запланованим їх швидким заряджанням. У другому розділі наведений опис роботи електромобіля, способи передачі енергії акумуляторної батареї до двигуна електромобіля і від двигуна до коліс. Описано використання електродвигунів різних типів у автомобільній індустрії, таких як двигуни колекторні постійного струму, двигуни асинхронні змінного струму, двигуни синхронні змінного стуму та сучасніші типи двигунів з вентильним керуванням. Також розглянуто будову різних акумуляторів, використовуваних в електрокарах. Описано, як аналізують швидкість заряджання та розряджання акумуляторної батареї за С-рейтингом, який це дозволяє. Особлива увага приділена літій-іонному типу акумуляторів, які напевно найбільш перспективні на сьогодні з відносно великою питомою ємністю, що збільшує пробіг без підзарядки електротранспорту. Наприкінці описані способи заряджання акумуляторів електрокарів, стандартизовані вже на сьогодні їх варіанти і швидкість заряджання батареї залежно від виду зарядної станції [5], [7], [8], [11], [12]. У розділі три подано види систем дотримання оптимальної температури акумуляторних батарей. Ці системи в основному призначені охолоджувати батареї та не допускати їх перегріву. Такі системи ґрунтуються на вимушеній або пасивній конвекції повітря, охолодження циркуляцією охолоджувальних рідин на основі води крізь спеціально передбачені всередині конструкції акумуляторного блоку канали, охолодження шляхом заливання в блок акумуляторів діелектричної олії, зване імерсійним охолодженням, охолодження фазовою зміною та збільшенням поверхні ребрами. Найбільш застосовуваним є рідинне охолодження. Імерсійне охолодження щойно розробляють і якщо реалізують, то продаж електромобілів мабуть зросте. Розглянуто також недоліки згаданих систем охолодження [5], [13], [15], [16]. У четвертому розділі запропоновано для системи прискореного охолодження акумуляторів електромобіля перед запланованим їх швидким заряджанням використати кондиціонер електромобіля. Описано режими роботи запропонованої системи і її складові елементи. Наведені розрахунки, які показують доцільність використання прискореного охолодження акумуляторів електромобіля перед запланованим їх швидким заряджанням. Ключові слова: електромобіль, акумуляторна батарея, зарядні пристрої, перед зарядне охолодження. Перелік використаних літературних джерел 1. Хронологія подій пов’язаних з електромобілями [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.energy.gov/timeline/timeline-history- electric-car 2. Історія електромобілів ХХ століття [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://steering.com.ua/ua/blog/elektromobili-pervoj-poloviny-xx-veka- 116 3. Огляд електромобіля Alpha Motor Electric Wolf, який має стати конкурентом електрокарів Tesla [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://ua.news/ua/v-ssha-predstavyly-vnedorozhnyk-konkurent-tesla/ 4. Опис різновидів реалізації електромобілів [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://neftyanic.ru/pervyi-elektricheskii-avtomobil-v-mire- razlichnye-varianty/ 5. Відео про принцип роботи електромобіля Tesla Model 3 з асинхронним двигуном і його переваги над автомобілями з ДВЗ [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.youtube.com/watch?v=3SAxXUIre28 6. Аналіз переваг та недоліків електромобілів [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Электромобиль 7. Принцип роботи електромобіля з двигуном постійного струму [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.electra.com.ua/elektroavtomobil/163-kak-rabotaet-elektricheskij- avtomobil.html 8. Стаття з науково-видавничого журналу про різновиди електродвигунів, які використовуються в електромобілях [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://www.insat.org.ua/files/anons/overchenko_str_18-21.pdf 9. Подано список серійних електромобілів, що були випущені у ХХІ столітті [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0 %BA_%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0% BC%D0%BE%D0%B1%D1%96%D0%BB%D1%96%D0%B2#cite_note-global- top-20-august-2020-2 10. Подано список серійних електромобілів, що були випущені у ХХІ столітті [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_electric_cars_currently_available 11. Опис літієвих батарей [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_battery 12. Опис варіантів зарядки електромобілів [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://toka.energy/uk/blog/yak-zaryaditi-elektromobil/ 13. Опис різновидів систем охолодження акумуляторної батареї [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://avidtp.com/what-is-the-best-cooling- system-for-electric-vehicle-battery-packs/ 14. Необхідність використання систем охолодження [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.dober.com/electric-vehicle-cooling- systems#electric_vehicle_thermal_management_system 15. Нові розробки систем охолодження батареї [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.nissan-global.com/EN/index.html 16. Опис недоліків систем охолодження [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.dober.com 17. Опис тенденцій розвитку електромобілів і фактори, які впливатимуть [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www2.deloitte.com/us/en/insights/focus/future-of-mobility/electric-vehicle- trends-2030.html