БОРТОВОЙ АВТОНОЧНЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ ДЛЯ ТЯГАЧА «Volvo FE Electric»

Описание проекта

Оn-board autonomous energy source for truck “Volvo FE electric”

Подразделения по производству грузовиков Volkswagen, Daimler и Volvo занимаются запуском в течении 5 лет общеевропейской сети электрозаправок для крупногабаритных фур и автобусов. Мощность каждой зарядки от 22kW до 150kW при этом мощность потребляемая от сети 380В этих зарядных станций составляет от 25 kW до 167кW. Общая максимальная мощность от сети (380в) для серии заправок в количестве 500шт составляет 500шт*167kW=83500кW. Общие затраты на реализацию этого проекта превышают 800 млн евро. Немецкая генерирующая компания Stadtreinigung Hamburg предлагает для зарядки бортовых накопителей энергии этих фур использовать альтернативные источники энергии на базе солнечной или ветровой генерации. Основные недостатки этих общепринятых дорогостоящих технологий генерации энергии всем известны. Зависимость их от погоды в виде инсоляции и азимутальных углов солнца или розы ветров не позволяет глобальноэффективно решить проблему транспортной логистики с использованием такой технологии.

Вашему вниманию предлагается новый системный подход к решению проблемы автономного бортового ускоренного заряда, накопления и длительного хранения энергии при полном отказе от использования общепринятых ненадежных дорогостоящих сетей электрозаправок, создающих дефицит электроэнергии в месте их монтажа. Для демонстрации эффективности предлагаемого нового системного подхода ниже рассматривается готовый к серийному производству проект. Целью предлагаемого проекта является решение задачиавтоматического многократного уменьшения расхода бортового энергозапаса в соответствии с циклограммой буферного режима его работы при глубине разряда не более 10% для грузовых тягачей на примере марки «Volvo FE Electric» и его аналогов «Volkswagen» и «Daimler».

1.Основные технические данные тягача марки «Volvo FE Electric»

На борту этого тягача полной массой 27 тн устанавливаются четыре высоковольтных бортовых аккумулятора с энергозапасом по 50 кWh каждый. Общий бортовой энергозапас тягача от 200kWh до 300kWh. Этот энергозапас питает два асинхронных электродвигателя, мощностью 400kW и крутящим моментом — 850 Нм. Запас хода тягача составляет 200 кМ. Ориентировочно расход бортового энергозапаса для грузового тягача с полной массой 27 тн составляет 200kWh200км=1 кWh1kм. Электрический тягач с бортовым энергозапасом 200kWh, обеспечивает непрерывную работу от восьми до десяти часов. Время заряда бортовогоэнергозапаcа тягача от сети 380в при его тяговом режиме работыот уровня 0% заряда до уровня 100% заряда можно с помощью двух штатных зарядных устройств (ЗУ):

1.1.Первое ЗУ мощностью 22 кW за 10 часов при соотношении (8часов работы10часов заряд);

1.2. Второе ЗУ для ускоренного заряда мощностью 150 кW через CCS/Combo2 за 1-2 часа при соотношении (8часов работы2часа ускоренный заряд).

2. Решение задачи многократного уменьшения расхода бортового энергозапаса тягача «Volvo FE Electric» Для решения поставленной задачи необходимо сравнить два режима работы бортового энергозапаса тягача: 2.1. В тяговом режиме работы кривая зависимости заряда бортового энергозапаса тягача находится в интервале от уровня 0% для глубокого тягового разряда до уровня 100% для номинального заряда. Таким образом, для полного отказа эксплуатации стационарных общепринятых электрозаправок, с целью практической технической реализации автономного бортового энергозапаса тягача в тяговом режиме работы (0-100)% необходимо иметь на борту отдельный разгонный автономный источник энергии не менее 200kWh.

2.2. В буферном режиме работы кривая зависимости заряда бортового энергозапаса тягача находится в интервале от уровня 90% для глубокого буферного разряда до уровня 100% номинального заряда. Таким образом, для полного отказа эксплуатации стационарных общепринятых электрозаправок, с целью практической технической реализации автономного бортового энергозапаса тягача в буферном режиме его работы (90-100)% необходимо иметь на борту разгонный автономный источник энергии менее 20kWh.

3. Из анализ этих двух режимов работы бортового энергозааса тягача следует ряд важных выводов:

3.1. С целью многократного уменьшения расхода бортового энергозапаса тягача необходимо использовать переход от тягового режима работы (0-100)% на буферный режим работы (90-100)%. Такая смена режима работы бортового энергозапаса позволит многократно в 10 раз уменьшить емкость отдельного разгонного автономного бортового источника энергии с 200kWh до 20kWh !!!

3.2. Далее благодаря зарегистрированной новой матричной технологии генерации энергии имеется возможность по-cекционного комбинированного ускоренного буферного заряда общего энергозапаса тягача. Например, при разбивке на 20-ть секций общего бортового буферного энергозапаса в 20 kWh имеем всего 20кWh20секций=1 кWhкажая секция;

3.3. Таким образом, предлагаемый системный подход совместно с новой матричной технологией генерации энергии позволяет решить задачу построения локальной сети бортовых автономных источников энергии для любых тягачей на базе производимых серийно АМЭС с блоками самозаряда их бортовых энергозапасов до 1 кWh;

3.4. При этом теперь имеется возможность полностью отказаться от стационарных дорогостоящих электрозаправок, которые созадают дефицит электроэнергии в месте их монтажа;

3.5. Предлагаемый системный подход и новая матричная технология генерации энергии позволяет одновременно решить задачу максимальной надежности работы бортового энергозапаса тягача за счет: а) Решения задачи цикличности глубины заряд-разряда тягового режима. Эта проблема ограничивает время работы дорогостоящих бортовых АКБ энергозапаса и приводит к их минимальной наработке на отказ; б) Решения задачи уменьшения температурной нагрузки на бортовой энергозапас и тем самым отказаться от необходимости применения систем его термостабилизации; в) Отказа от использования систем пассивной балансировки заряда между блоками энергозапаса тягача с целью перехода на более надежные активные виды балансировки заряда между накопителями энергии;

ВЫВОДЫ

3.6. Таким образом, для технической реализации многократного уменьшения расхода бортового энергозапаса тягача «Volvo FE Electric» были разработаны и серийно производятся кассетные мобильные АМЭС (cм.фото) для генерации энергии постоянного или импульсного тока с блоками самозаряда их бортовых накопителей энергии. 3.7. Предлагаемый системный подход совместно с новой матричной технологией генерации энергии позволяет решить задачу построения локальной сети бортовых автономных источников энергии для любых тягачей на базе производимых серийно АМЭС с блоками самозаряда их бортовых энергозапасов менее 1 кWh. При этом теперь имеется техническая возможность полностью отказаться от стационарных дорогостоящих электрозаправок, которые создают дефицит электроэнергии в месте их монтажа;

4. Краткие технические данные в виде основных опций для разработанных бортовых мобильных АМЭС. Для полной автоматизации работы бортовых мобильных АМЭС были разработаны и серийно производятся более 40 опций:

4.1. Опция для автоматической регулировки выходной мощности буферного заряда одной бортовой АМЭС до 50 кW c шагом по 12.5 kW и скорости буферного заряда в (%) и в интервале от 1 мин до 4 минут;

4.2. Опция для выходного напряжения АМЭС для постоянного и импульсного тока автоматически регулируется от 60V до 240V c шагом 60V;

4.3. Опция для выходного постоянного или импульсного тока заряда бортовых мобильных АМЭС автоматически регулируется в интервале от 0А до 800А с шагом до 10А;

4.4. Опция в виде блока самозаряда бортовых гибридных накопителей энергии с возможностью пошагового автоматического наращивания их энергозпаса с 5 kWh до 50 кWh c шагом по 10 kWh для бортовых автономных АМЭС;

4.5. Опция для автономного блока Wi-Fi с целью вывода информации о работе АМЭС на экран мобильный телефон.

5. Более подробно с рядoм важных направлений разработок нашей компании можно ознакомиться на сайтах Международной Бизнес платформы:

5.1. Project №63536 оf 28.02.21г. «NEW MATRIX ENERGY GENERATION TECHNOLOGY” https://business-platform.ru/projects/p63536/;

5.2. Project No. 64674 of 01.07.21.«LOCAL ELECTRIC NETWORKS OF AUTONOMOUS MOBILE CURRENT GENERATORS WITH A SELF-CHARGING UNIT FOR ENERGY STORAGE». https://business-platform.ru/projects/p64674/;

5.3. Project No 66353 of 30.12.21 «Аutonomous on-board energy source” https://business-platform.ru/projects/p66353/;

5.4. Project of 13.11.21г. «Autonomous on-board power supply system for electric buses» https://business-platform.ru/projects/p65925/;

6. Эффективность и надежность предлагаемой новой матричной технологии бортовой генерации энергии была 9 лет назад успешно решена в г. Санкт-Петербурге при выполнении проекта “Универсальный автономный мобильный бортовой источник энергии» на новом источнике энергии совместно с блоком гибридных суперконденсаторов для длительной автономной работы электро-транспортной машины «Керхер (Германия)». Все технические решения построения предлагаемых разгонных мобильных бортовых гибридных источников энергии для любого электротранспорта запатентованы в (USPTO) США.Соnfirmation No6004 data mailed 07/30/2014 .:

6.1. На нашем новом гибридном источнике энергиии и новых видах гибридных накопителях машина «Керхер» заряжалась 10 мин и двигалась за счет буферного режима работы и стабилизации уровня расхода бортового энергозапаса до 18 часов. В то время как по паспорту немецкой машины заряд был 5 часов, а время движения не более 4 часов. Интересанты могут подробно отдельно ознакомиться с результатами эффективности работы нового бортового гибридного источника энергии на примере электротранспортной машины «Керхер» (Германия);

6.2. На представленную новую матричную бортовую технологию генерации энергии авторами получены приоритеты, а все технические и инженерные решения запатентованы в 10-ти патентах США и зарегистрированы в 15 готовых к серийному производству проектов на Международной Бизнес Платформе, имеется ряд НОУ-ХАУ. Аналогов нет.

7. Область применения бортовых источников энергии нового поколения:

7.1. Автономные бортовые системы на базе АМЭС для автоматического автоматического многократного уменьшения расхода бортового энергозапаса различного электротранспорта;

7.2. Локальные сети автономных систем солнечной или ветровой генерации энергии с целью полного исключения влияния на их работу ночного времени и различных погодных условий.

Аналитика рынка

Финансовые показатели серийного производства бортовых источников энергии на базе автономных УМЭСдля электротранспорта.

Максимальная производительность нашего предприятия кассетных УМЭС для монтажа на борту различного электротанспорта до 20-50 штмесяц. При наличии заказов по производству кассетных бортовых АМЭС в качестве бортовых источников энергии, обьем нашего производства возрастает до 30-100 штмес. Производимые кассетные мобильные АМЭС удобны для монтажадемонтажа и они могут быстро устанавливаться в различные бортовые отсеки электроавтобусов или электромобилей.

Основные заказчики предлагаемых кассетных мобильных АМЭС в качестве бортовых источников энергии:

1) Бортовые источники энергии для различного электротранспорта;

2) Различные автономные мобильные источники электропитания для решения ряда технических задач.

Основные заказчики мобильных АМЭС — это сеть парков электроавтобусов в РФ и ЕС. Особый интерес проявили владельцы солнечных электростанций в Греции с целью решения задачи генерации энергии в ночное время и в зимнее время при низкой инсоляции солнца. Это важно и для северных районов РФ. Имеется заявки на продажу нескольких сотен кассетных АМЭС по электрооборудование для частного сектора с целью их эксплуатации в домашних условиях с целью оборудования блоков дополнительной мощности или устройств бесперебойного электропитания.

Окупаемость проекта. Стоимость одного производимого бортового источника энергии на базе одной кассетной мобильной АМЭС мощностью до 50кW и более составляет 5000 евро. Стоимость одной производной кассетной бортовой мобильной АМЭС ниже стоимости любых стационарных генерирующих систем. Поэтому окупаемость предлагаемых кассетных мобильных АМЭС менее 3 мес.