Системи енергетичного менеджменту автономних електричних транспортних засобів
Спеціальність: Системи відновлюваної енергетики та електромобільність
Код дисципліни: 7.141.12.E.025
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Лектор: Кузнєцов Олексій Олександрович, к.т.н., доц., доцент кафедри електромехатоніки та комп'ютеризованих електромеханічних систем
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
фахові компетентності:
- Здатність застосовувати отримані теоретичні знання, наукові і технічні методи для вирішення науково-технічних проблем і задач електроенергетики, електротехніки та електромеханіки,
- Здатність застосовувати існуючі та розробляти нові методи, методики, технології та процедури для вирішення інженерних завдань електроенергетики, електротехніки та електромеханіки.
- Здатність демонструвати знання і розуміння математичних принципів і методів, необ-хідних для використання в електроенергетиці, електротехніці та електромеханіці.
- Здатність досліджувати та визначити проблему ідентифікувати обмеження, включаю-чи ті, що пов'язані з проблемами охорони природи, сталого розвитку, здоров'я і безпе-ки та оцінками ризиків в електроенергетиці, електротехніці та електромеханіці.
- Здатність керувати проектами і оцінювати їх результати.
- Здатність оцінювати показники надійності та ефективності функціонування електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних об'єктів та систем.
- Здатність використовувати програмне забезпечення для комп'ютерного моделювання, автоматизованого проектування, автоматизованого виробництва і автоматизованої розробки або конструювання елементів електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних систем.
фахові компетентності професійного спрямування:
- знання і розуміння сучасних технологій, які використовуються в електричному тран-спорті;
- здатність застосовувати знання й практичні навички для створення нових та обслуго-вування існуючих електромеханічних систем приводу транспортних засобів;
- здатність застосовувати знання й практичні навички для створення нових та обслуго-вування існуючих систем автономного енергетичного живлення в електротранспортній галузі;
- здатність застосовувати знання й практичні навички для створення нових та обслуго-вування існуючих систем зарядної інфраструктури електромобілів та персонального електротранспорту.
Результати навчання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
Зн5. Демонструвати розуміння нормативно-правових актів, норм, правил та стандартів в області електроенергетики, електротехніки та електромеханіки.
УМ8. Враховувати правові та економічні аспекти наукові досліджень та інноваційної діяльності.
УМ9. Здійснювати пошук джерел ресурсної підтримки для додаткового навчання, наукової та інноваційної
діяльності.
АВ2. Здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
АВ3. Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
АВ4. Здатність демонструвати розуміння засад охорони праці, електробезпеки та їх застосування.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
Математично моделювання електротехнічних систем та їх елементів
Методи оптимізації та їх застосування в задачах електротехніки
Методи синтезу та аналізу систем автоматизованого керування
Наступні навчальні дисципліни:
Виконання магістерської кваліфікаційної роботи
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна знайомить із основними задачами енергетичного менеджменту у транспортних засобах, а також пояснює яким чином системи енергетичного менеджменту дозволяють забезпечити задачу енергоефективної роботи транспортних засобів; пояснюється, яким чи-ном і за допомогою яких технічних засобів вирішуються такі задачі.
Опис: Вступ. Задачі енергетичного менеджменту у гібридних і електричних ТЗ. Огляд типів систем нагромадження енергії у гібридних і електричних ТЗ. Гібридизація систем нагромадження енергії. Задачі енергетичного менеджменту у ТЗ.
Загальні підходи до побудови систем менеджменту акумуляторних батарей. Поняття про системи менеджменту акумуляторних батарей. Огляд технологій систем менеджменту акумуляторних батарей. Загальні висновки і рекомендації
Ідентифікація та оцінювання стану акумуляторних батарей. Оцінювання стану заряду батарей (SOC). Оцінювання робочого стану батарей (SOH). Оцінювання стану потужності батарей (SOP). Передбачення терміну служби акумуляторних батарей
Балансування заряду батарей у системах менеджменту. Оцінювання рівності заряду батарей. Пасивне і активне балансування. Технології балансування
Керування заряджанням батарей. Схеми керування заряджанням батарей. Оптимальне заряджання літій-іонних батарей
Енергетичний менеджмент суперконденсаторних батарей. Задачі енергетичного менеджменту для суперконденсаторних батарей
Стратегії менеджменту у ТЗ. Задачі оптимального керування для систем енергетичного менеджменту. Керування на основі правил. Методи нечіткого керування. Задачі енергетичного менеджменту у водневих ТЗ
Системи менеджменту для гібридних систем нагромадження енергії. Рекомендації з застосування систем менеджменту для різних типів гібридних стсстем нагромадження енергії
Системи теплового менеджменту у гібридних і електричних ТЗ. Теплова безпека ТЗ. Задачі теплового менеджменту в ТЗ.
Технології для системи менеджменту енергії у ТЗ. Основні складові систем енергетичного менеджменту у ТЗ. Топології схем для систем менеджменту енергії у ТЗ.
Системи менеджменту та взаємодія ТЗ і мережі. Взаємодія ТЗ і мережі в системі Smart Grid. Стратегії заряджання ТЗ при врахуванні їх взаємодії з мережею.
Цифрові двійники та хмарні системи менеджменту. Поняття про цифрові двійники системи нагромадження енергії. Хмарні технології для задач енергетичного менеджменту.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль на практичних заняттях, який проводиться у формі фронтального усного опитування перед початком занять, призначений для діагностики засвоєння лекційного матеріалу та готовності студентів до конкретних розрахунків.
Поточний контроль на лабораторних заняттях, який проводиться у формі фронтального усного опитування перед початком занять, та під час здачі лабораторних робіт.
Підсумковий контроль знань проводиться у вигляді іспиту.
Критерії оцінювання результатів навчання: Методика розподілу та нарахування балів здобувачам вищої освіти регламентована Положенням про організацію та проведення поточного і семестрового контролю результатів навчання студентів Національного університету «Львівська політехніка».
Критерії виставляння балів та оцінок відображають фактичну кількість балів (екзаменаційна оцінка ПК+ЕК або Залікова оцінка), які отримані здобувачем освіти, переводиться в державну оцінку за встановленими критеріями, які показують результати навчання, здобуті уміння тощо.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: Базова
1. Yang S., Liu X., Li S., Zhang C. Advanced Battery Management System for Electric Vehicles. Springer (2022) https://doi.org/10.1007/978-981-19-3490-2
2. Onori, S., Serrao, L. and Rizzoni, G. (2016) Hybrid Electric Vehicles Energy Manage-ment Strategies. Springer, London. https://doi.org/10.1007/978-1-4471-6781-5
3. Olivier G., Lemort V., de Pelsemaeker G. Thermal Energy Management in Vehicles. John Wiley and Sons Ltd (2023) 320 p. https://doi.org/10.1002/9781119251767
4. Xiong R., Shen W. Advanced Battery Management Technologies for Electric Vehicles. Wiley (2019) 400 p.
5. Jiang J., Zhang C. Fundamentals and Applications of Lithium?ion Batteries in Electric Drive Vehicles. John Wiley & Sons Singapore Pte Ltd (2015) https://doi.org/10.1002/9781118414798
6. Li J., Zhou S., Han Y. Advances in Battery Manufacturing, Service, and Management Systems. Wiley – IEEE Press (2017) https://doi.org/10.1002/9781119060741
7. Xiong R. Battery Management Algorithm for Electric Vehicles. Springer Singapore (2020) 297 p. https://doi.org/10.1007/978-981-15-0248-4
8. Williamson S. S. Energy Management Strategies for Electric and Plug-in Hybrid Elec-tric Vehicles. Springer-Verlag New York (2013) 253 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-7711-2
Допоміжна
9. N. Shaukat, et al., “A survey on electric vehicle transportation within smart grid sys-tem,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 81, Part 1, 2018, pp. 1329-1349, https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.092.
10. Siang Fui Tie, Chee Wei Tan, “A review of energy sources and energy management system in electric vehicles,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 20, 2013, pp. 82-102, https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.11.077.
11. M.F. M. Sabri, K.A. Danapalasingam, M.F. Rahmat, “A review on hybrid electric ve-hicles architecture and energy management strategies,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 53, 2016, pp. 1433-1442, https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.09.036.
12. D. Rimpas, et al., “Energy management and storage systems on electric vehicles: A comprehensive review,” Materials Today: Proceedings, Vol. 61, Part 3, 2022, pp. 813-819, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.08.352.
13. Sankarkumar RS, Natarajan R. “Energy management techniques and topologies suita-ble for hybrid energy storage system powered electric vehicles: An overview.” Int Trans Electr Energ Syst. 2021;31:e12819. https://doi.org/10.1002/2050-7038.12819
14. Wisdom Enang, Chris Bannister, “Modelling and control of hybrid electric vehicles (A comprehensive review),” Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 74, 2017, pp. 1210-1239, https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.075.
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).
Системи енергетичного менеджменту автономних електричних транспортних засобів (курсовий проєкт)
Спеціальність: Системи відновлюваної енергетики та електромобільність
Код дисципліни: 7.141.12.E.026
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна