Гібридні та електричні приводи автомобілів

Спеціальність: Автомобільний транспорт
Код дисципліни: 7.274.01.E.020
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Автомобільний транспорт
Лектор: к.т.н., Пороховський Юрій Васильович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Набуття студентами знань і вмінь розв’язувати складні науково-прикладні задачі та вирішувати практичні проблеми підприємств/установ галузі автомобільного транспорту, або у навчальних процесах ЗВО і наукових програмах НДІ, що передбачає застосування теорій та методів розрахунку складових гібридних силових агрегатів та електричних приводів автомобілів.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей: фахових: ФКС-1.1. Знання будови принципів роботи гібридних та електричних приводів автомобіля, мехатронних діагностичних і контрольно-вимірювальних систем. ФКС-1.2. Володіння методами й алгоритмами аналізу, синтезу та оптимізації мехатронних систем автомобіля.
Результати навчання: – вміти аналізувати системи тягового електропривода автомобіля; – знати будову та базові принципи роботи тягових акумуляторних батарей автомобілів з гібридною силовою установкою та електромобілів; – вміти аналізувати системи автомобілів з гібридними силовими установками та їх характерні режими роботи; – вміти проводити синтез системи керування силової установки гібридного автомобіля як об'єкт керування; – знати будову та базові принципи роботи автомобілів на паливних елементах; – знати та аналізувати альтернативні джерела енергії автомобілів; – вміти моделювати та вибирати раціональні схеми силової установки для ефективного використання енергії силових установок автомобіля;
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: - Екологічна безпека автомобільного транспорту; - Силові агрегати автомобілів; - Алгоритми і методи комп’ютерного діагностування автомобілів .
Короткий зміст навчальної програми: Під час вивчення цієї навчальної дисципліни студент набуває теоретичних та практичних знань і навиків щодо визначення характеристик гібридних та електричних приводів автомобіля. Навчається проводити аналіз та синтез структурних принципів побудови силових установок та вибирати оптимальну в залежності від умов експлуатації автомобіля. Складати математичну модель автомобіля, за допомогою якої можна проводити порівняльні дослідження тягово-швидкісних характеристик автомобілів з різними силовими установками. Знати основні концепції створення екологічно чистих автотранспортних засобів.
Опис: Тема 1. Аналіз систем тягового електропривода автомобіля Теоретичні і методологічні основи аналізу систем тягового електропривода автомобіля; Теорія силового потоку; Теорія характерних процесів Тема 2. Тяговий електропривод автомобіля з однотипною енергетичною установкою Електромобіль; Структурна схема електромобіля; Варіанти конструктивного виконання приводу електромобіля; Функціональна схема приводу електромобіля Тема 3. Акумуляторні батареї Основи батареї; свинцево-кислотний акумулятор; Альтернативні батареї; Параметри батареї; Технічні характеристики; Властивості акумуляторних батарей; Моделювання батареї Тема 4. Загальні відомості про гібридні автомобілі Сутність та історичний огляд проблеми; Тенденція створення екологічно чистого автомобіля; Основний принцип побудови гібридних автомобілів; Переваги гібридних автомобілів Тема 5. Схемні рішення побудови гібридних силових установок Аналіз схем побудови гібридних силових установок; Класифікація електротрансмісій; Характерні режими роботи гібридної силової установки; Концепція побудови гібридної силової установки Тема 6. Особливості конструкції гібридних автомобілів Основні компоненти гібридної силової установки; Компоненти гібридної силової установки; Перспективи розвитку систем живлення автомобілів Тема 7. Гібридна трансмісія Загальні відомості; Електричні машини; Перетворювач напруги; Система керування; Гібридна коробка передач; Джерела електричної енергії Тема 8. Послідовний гібридний привод Особливості конструкції приводу; Стратегії управління; Основи проектування силової установки; Приклад розрахунку (моделювання) Тема 9. Паралельний гібридний привод Особливості конструкції приводу; Стратегії управління; Основи проектування силової установки; Приклад розрахунку (моделювання) Тема 10. Керування силовою установкою гібридного автомобіля Силова установка гібридного автомобіля як об'єкт керування; Постановка задачі синтезу системи керування; Принципи побудови САК гібридною силовою установкою; Нечітка модель системи керування; Визначення потрібного прирощення моменту обертання гібридної силової установки; Визначення бажаного прирощення моменту обертання ДВ3; Оцінка запасу енергії в контурі рекуперації; Ідентифікація стану контуру рекуперації енергії; Визначення прирощень керуючих впливів Моделювання нечіткої системи керування Тема 11. Паливні елементи Принцип роботи; Вольт-амперна характеристика, Витирати палива і окиснювача; Характеристика системи паливного елемента; Технології виготовлення паливних елементів; Подача та зберігання водню Тема 12. Альтернативні накопичувачі енергії: Гідравлічні накопичувачі; інерційні накопичувачі енергії; суперконденсатори; рекуперативне відновлення енергії. Тема 13. Математичне моделювання силових приводів: Вибір раціональної схеми силової установки і постановка задачі моделювання; математична модель гібридної силової установки; моделювання тягово-швидкістних характеристик автомобіля; електропривід конверсійного гібридного автомобіля; система контролю заряду та розряду літій-іонних акумуляторних батарей гібридних автомобілів
Методи та критерії оцінювання: Контрольні заходи, які проводяться в університеті, визначають відповідність рівня набутих студентами знань, умінь та навичок вимогам нормативних документів щодо вищої освіти й забезпечують своєчасне коригування навчального процесу. Для оцінювання рівня досягнення результатів навчання з дисципліни «Гібридні та електричні приводи автомобілів» використовуються такі види контролю: поточний і підсумковий. Поточний контроль проводиться на всіх видах аудиторних занять (лекції, практичні, лабораторні заняття) з метою перевірки рівня підготовки студентів за визначеною темою (навчальним елементом). Основна мета поточного контролю — забезпечення зворотного зв’язку між викладачами та студентами, управління навчальною мотивацією студентів. Інформація, одержана при поточному контролі, використовується як викладачем — для коригування методів і засобів навчання, так і студентами — для планування самостійної роботи. Поточний контроль проводиться у формі усного опитування, тестування, захисту звітів з лабораторних робіт, виступів студентів при обговоренні теоретичних питань тощо. Результати поточного контролю є важливою інформацією для визначення підсумкової оцінки з дисципліни при семестровому контролі. Підсумковий контроль забезпечує оцінювання результатів навчання студентів під час семестрового контролю, який проводиться відповідно до навчального плану у вигляді семестрового екзамену в терміни, встановлені графіком навчального процесу та в обсязі навчального матеріалу, визначеного робочою програмою дисципліни. Форма проведення семестрового контролю - письмова компонента (тестування) та усна компонента. Зміст і структура екзаменаційних білетів (контрольних завдань), критерії оцінювання визначаються рішенням кафедри автомобільного транспорту та зазначаються у робочій програмі навчальної дисципліни й доводяться до відома студентів на першому занятті.
Критерії оцінювання результатів навчання: - поточний контроль (30 %): письмові звіти з практичних та усне опитування. - підсумковий контроль (70 %, контрольний захід, екзамен): письмовий екзамен (60 %) та усна форма (10%).
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. Конверсія легкового автомобіля в гібридний / Бажинов О. В., Двадненко В. Я., Хакім М. - Харків: ХНАДУ, 2014. - 160 с. 2. Синергетичний автомобіль. Теорія і практика / Бажинов О. В., Смирнов О. П., Сєріков С. А., Двадненко В. Я. - Харків: ХНАДУ, 2011. - 236 с. 3. Бажинов О.В., Смирнов О.П., Сєріков С.А., Гнатов А.В., Колєсніков А.В. Гібридні автомобілі. - Харків, ХНАДУ, 2008. - 327 с.
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).