Призначення розробки: Проект присвячений підвищенню енергоефективності та екологічної чистоти легкових автомобілів за рахунок використання відновлюваних та альтернативних джерел енергії. На відміну від існуючих електромобілів і гібридних автомобілів результати дослідження можуть бути реалізовані у сегменті Low Cost (доступні за ціною) за рахунок впровадження оригінальної гібридної силової установки. Проект передбачає прикладні розробки у галузі енергоефективного автомобілебудування, які включають як теоретичні дослідження, що пов'язані зі вдосконаленням концепції створення екологічно чистих автотранспортних засобів, так й практичні розробки гібридного автомобіля на базі серійного легкового автомобіля ЗАЗ Ланос. У рамках проекту планується також розробити систему зарядки тягових акумуляторних батарей від стандартної електричної мережі 220 В, 50 Гц.

Рекомендована область застосування: Галузь застосування - автомобілебудування. В Україні та за кордоном немає аналогів гібридної силової установки автотранспортного засобу, яка об'єднує новітні технології у галузях: сучасних джерел енергії (акумуляторних батарей), тягових електричних двигунів та генераторів, перетворювачів напруги, систем заряду акумуляторних батарей, систем керування тощо та при цьому має "бюджетну" вартість. Виконання проекту буде сприяти розвитку новітніх перспективних технологій у галузі розробки, впровадження та експлуатації екологічно чистих дорожніх транспортних засобів, а також зростанню міжнародного авторитету України в сфері освіти, науки та техніки на світовій арені.

Технічна характеристика: Основні технічні характеристики розробленого експериментального зразка гібридного автомобіля ЗАЗ Ланос Гібрид, що отримані при проведенні його дорожніх випробувань в реальних умовах руху по м. Харків: пробіг на електричній тязі - 40 км, максимальна швидкість на електричній тязі - 11,11 м/с (40 км/год), витрата палива у гібридному режимі руху при дальності пробігу до 60 км - до 3 л/100 км, витрата електричної енергії у режимі електромобіля в міських умовах руху - 130 Вт*год/км, час повної зарядки АКБ від електричної мережі 220 В, 50 Гц - 6 год, потужність, що споживається від електричної мережі під час заряду, не перевищує 1750 Вт. Система управління силовою установкою розробленого гібридного автомобіля забезпечує старт з місця, початок руху і розгін до швидкості 11,11 м/с (40 км/год) на електричній тязі. Під час подальшого набору швидкості рух здійснюється за допомогою ДВЗ на підвищеній передачі у режимі базового автомобіля. У процесі гальмування система управління забезпечує рекуперацію кінетичної і потенційної енергії автомобіля, здійснюючи підзарядку акумуляторних батарей. У разі нестачі електромагнітного гальмівного моменту електричної машини підключається штатна гідравлічна система гальмування автомобіля.

Переваги перед аналогами: Завдяки розробленій концепції створення екологічно чистих автотранспортних засобів та практичному порівняльному дослідженню розробленого гібридного автомобіля ЗАЗ Ланос Пікап з серійним автомобілем Toyota Prius було усунено низку невирішених проблем та недоліків сучасних гібридних силових установок, як-от: 1) значно знизилась вартість силової установки, натомість термін окупності розробленої гібридної силової установки складає 2 роки або 20 000 км пробігу. Висока вартість існуючих гібридних автомобілів та електромобілів не окупається за рахунок отриманої економії палива та енергоресурсів практично впродовж усього терміну експлуатації; 2) підвищилась екологічна чистота установки, тому що в розробленому гібридному автомобілі пробіг на електричній тязі, який визначається енергоємністю акумуляторних батарей та режимами їх роботи, значно перевищує пробіг автомобіля Toyota Prius; 3) підвищилась ефективність використання акумуляторних батарей з 15…20 % до 80…90 %. Основна перевага розробки, на відміну від серійних гібридних автомобілів, полягає у доступній ціні. При цьому технічні характеристики розробленого гібридного автомобіля, наприклад, такі як витрата палива і екологічна безпека, не поступаються серійному автомобілю Toyota Prius, а дальність пробігу на електричній тязі перевищує японський аналог більш ніж в 15 разів. Результати досліджень відповідають побажанням самих вимогливих споживачів, своєчасні, мають світову значимість та новизну, тому актуальні не тільки для України, але й для всіх країн світу.

Стадія завершеності розробки: Випробувано в режимі дослідної експлуат

Техніко-економічний ефект: В порівнянні з базовим аналогом у 3 рази підвищується паливна економічність та екологічна чистота, а вартість автомобіля збільшується при серійному виробництві не більш ніж на 30 000 грн в порівнянні з базовим автомобілем. Термін окупності гібридної силової установки складає 20 тис. км. Розрахунок вартості комплектуючих, які застосовуються для побудови тягового електропривода гібридної силової установки, показав, що в умовах серійного виробництва їх вартість складає 21 000 грн, в умовах дослідного виробництва - 33 000 грн (станом на 02.2014). Основною перевагою розробленої гібридної технології є невисока вартість гібридного автомобіля, яка при серійному виробництві буде в 3 рази меншою, ніж вартість автомобіля Toyota Prius. При цьому за деякими характеристиками розроблений гібридний автомобіль ЗАЗ Ланос Пікап (наприклад, за витратою палива та екологічною безпекою) не поступається Toyota Prius, а пробіг на електричній тязі перевищує більш ніж в 15 разів, оскільки Toyota Prius здатний подолати на електричній тязі не більше 2 км.

Опис розробки:
()
Основним завданням проекту є модернізація серійного легкового автомобіля ЗАЗ з механічною коробкою передач у гібридний варіант. Теоретичні завдання, на які спрямовано проект, полягають у розробці концепції створення екологічно чистих автотранспортних засобів та визначенні перспективних напрямів розвитку енергозберігаючого автомобілебудування. Практичні завдання, на вирішення яких спрямовано проект, полягають у розробці тягового електропривода, що буде працювати у складі гібридної силової установки автомобіля і включає в себе тяговий вентильний електричний двигун, енергоємні літій-іонні акумуляторні батареї, інвертор для взаємного перетворення постійної напруги у змінну, систему керування гібридною силовою установкою, систему заряду акумуляторних батарей від стаціонарної електричної мережі 220 В, 50 Гц та ін. Практична цінність одержаних результатів підводить науково-практичну базу для вирішення проблеми енергоефективності та екологічності дорожніх транспортних засобів на сучасному науково-технічному рівні. Проект включає всі стадії єдиного інноваційного процесу "наука - техніка - виробництво", тому що сучасні енергоефективні та енергозберігаючі науково-технічні розробки авторів планується впровадити у виробничій процес науково-технічного центру Публічного акціонерного товариства "Запорізький автомобілебудівний завод" (ПАТ "ЗАЗ"). Гібридний автомобіль, побудований за розробленою концепцією, буде мати принципово нові якості та характеристики, що дозволить підвищити економічний та екологічний потенціал, зробить його конкурентоспроможним як на ринку України, так і у світі. Особливістю та перевагою розробленого гібридного автомобіля є те, що технічні рішення спираються на створення оригінальних конструктивних, схемотехнічних та програмних напрацювань та ноу-хау авторів проекту. Методи та засоби, які застосовуються в розробках, мають відповідні охоронні документи та захищені патентами. Для визначення оптимальних управляючих впливів гібридної силової установки на заданому їздовому циклі застосовувались методи динамічного програмування і методи теорії векторної оптимізації. При адаптації закону управління гібридної силової установки до характеру їздового циклу використовувались методи нейромережевого і нейронечіткого адаптивного управління. При проведенні експериментальних досліджень були використані методики та комп'ютеризоване діагностичне обладнання лабораторії комп'ютерної діагностики кафедри автомобільної електроніки. В основу проекту покладений такий науково-технічний підхід: для створення гібридного автомобіля доцільно обрати недорогий автомобіль типа ЗАЗ Сенс, ЗАЗ Ланос або ін. При цьому сам автомобіль та його існуюча силова установка залишаються без змін, лише доповнюються екологічно чистим вентильним електричним двигуном, який отримує живлення від літій-іонних акумуляторних батарей через перетворювач напруги. Розроблена система керування гібридною силовою установкою включає: систему управління тягово-швидкісними характеристиками електричного двигуна у тяговому і генераторному режимах, систему управління тягово-швидкісними режимами ДВЗ, систему управління процесом зарядки/розрядки і тягової АКБ, систему заряду блоку акумуляторних батарей та ін. Заряд тягових акумуляторних батарей на стоянці повинен здійснюватися від стандартної електричної мережі 220 В, 50 Гц. Це дозволить знизити собівартість км пробігу автомобіля на електричної тязі. Поповнення запасів енергії під час руху планується здійснювати за рахунок роботи системи ДВЗ-генератор та за рахунок рекуперативної енергії гальмування для того, щоб максимально використовувати наявний запас кінетичної енергії автомобіля. Ідея наукового проекту заснована на тому, що у заміському циклі руху експлуатація автомобіля відбувається у базовому та гібридному режимах, а у міському циклі - в режимі електромобіля. Основна робоча гіпотеза проекту полягає у створенні гібридного автомобіля, який поєднує невисоку вартість з сучасними показниками економічності та екологічності, особливо при експлуатації транспортного засобу в міських умовах, зокрема при русі в заторах.

Відомості про новизну розробки:
є патентів України -- 44 шт.
є патентів інших країн -- 1 шт.

Результати дослiджень
Готове до впровадження

Можливість передачі за кордон:
Спільне виробництво,продаж,эксплуатація

Фотодоповнення

Країна Україна

Для отримання додаткової інформації звертайтесь::
E-mail: gal@uintei.kiev.ua