БОРТОВОЙ АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Описание проекта

Вашему вниманию предлагается новый системный подход к решению в общемвиде проблемы автономного бортового ускоренного заряда, накопления и длитель-ного хранения энергии. Высокая надежность автономного бортового электро-питания обеспечивается за счет автоматического длительного поддержания (длительной непрерывной компенсационной стабилизации расхода) требуемого буферного уровня измеряемого в сотнях (kWh) бортового энергозапаса во время движения и стоянки различных видов электротранспорта. К ним относятся: любые электроавтобусы, электротягачи, электромобили или грузовые электрокары.

Для решения длительной компенсационной стабилизации буферного режима работы бортового энергозапаса (кWh) были разработаны и серийно производятся кассетные сетевых и несетевые автономные мобильные универсальные электро-станции (АМЭС)поcтоянного, импульсного и переменного тока напряжением (220в380в, 50гЦ).

Подробно с этой разработкой можно ознакомиться на сайте Международной Бизнес платформы 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/.

На сайте Международной Бизнес Платформе в 2021г были опубликованы 12 (двенадцать) готовых к серийному производству проектов. Эти готовые к серии проекты могут использоваться отдельно, как частные проекты или могут объедены под управлением одного или нескольких общих глобальных проектов, где остальные частные двенадцать проектов выступают к нему как опции на энерге-тическом рынке. Подробно один из нескольких глобальных проектов описан на Международной Бизнес Платформе Проект от 13.11.21г. «Автономное бортовая система электропитания для электроавтобусов» https://business-platform.ru/projects/p65925/.

Универсальной базой нового системного подхода для решения ряда глобальных проектов и особенно к проблеме построения универсальной автономной бортовой системы электропитания для различных видов электротранспорта является новая матричная технология с которой можно ознакомиться на сайте Международной Бизнес Платформе: проект №63536 от 28.02.21г. «НОВАЯ МАТРИЧНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ГЕНЕРАЦИИ ЭНЕРГИИ»https://business-platform.ru/projects/p63536/.

Авторами была успешно решена техническая реализация новой матричной технологии основой которой является длительная стабилизация буферного режима работы бортового энергозапаса (кWh). Основной целью этой технологии является в разы многократно уменьшить расход бортового энергозапаса во время пробега электромобиля при заданном расстоянии в сотях (кМ). Эта цель достигается за счет бортовых источников энергии нового поколения в виде АМЭС. Подробно с этой разработкой можно ознакомиться на сайте Международной Бизнес платформы 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/.

1. Предлагаемая новая матричная бортовая технология генерации энергии н е и с п о л ь з у е т общепринятые существующие бортовые технологии генерации энергии:

1.1. Бортовые дорогостоящие автономные технологии с низким КПД из-за много-кратного преобразования энергии на базе газообразного или пастообразного взрывоопасного негерметичного взрывоопасного контейнерного хранения водорода и необходимости его последующего сгорания для генерации электрической и тепловой энергии с помощью генераторов или турбин. При этом следует помнить, что для кластерной генерации водорода необходим первичный источник энергии в виде электроэнергии и предварительная дополнительная очистка воды. В мире в настоящее время уже существует большой дефицит воды.

1.2. Бортовые Газо-Бензо-Дизель виды генерации или дорогостоящие ненадежные первичные источники энергии с низким КПД в виде зависимой от погоды солнечной или ветрогенерации, основные недостатки, которой всем известны.

1.3. Бортовые магнитные, электромеханические, кинетические накопители энергии для постоянного поддержания уровня бортового энергозапаса. Все они имеют низкую надежностью из-за использования трущихся деталей, что приводит к заклиниванию подшипников при их значительных масса-габаритных характеристиках.

1.4. Бортовые с большими масса-габаритными характеристиками и сильной зависимостью от разности температур окружающего пространства термо-генераторы тока заряда для постоянного поддержания уровня бортового энергозапаса в (kWh).

2. Недостатки существующих технологий зарядки бортовых накопителей энергии:

2.1. В настоящее время все существующие фирмы-производители бортовых тяговых АКБ вынуждены использовать технологию их ускоренной заряда за единицы минут постоянным током от 150А до 500А!!!. При этом нижний уровень (порог) бортового энергозапаса тяговых АКБ электротранспорта в (kWh) достигает глубины до (90-100%). Эта общепринятая технология ускоренного заряда для обеспечения «тяговых» режимов работы бортовых накопителей энергии в виде АКБ приводит: 2.1. К уменьшению количества часов наработки на отказ бортовых тяговых дорогостоящих АКБ, которые определяют общую высокую надежность всей бортовой системы электропитания электротранспорта;

2.2. Одновременно нарушаются все существующие санитарные нормы по предельно допустимым уровням и нормам на мощные электромагнитные излучения электрическими кабелями электрозаправок при их использовании для ускоренной зарядки постоянным током от 150А до 500А и более тем самым вызывает рост онкологических заболеваний у облучаемых водителей и обслуживающего персонала электрозаправок.

2.3. При использовании общепринятой технологии ускоренной зарядки для бортовых накопителей энергии в виде АКБ имеет место их значительнаятепловая нагрузка, что может привести к их взрыву или вынуждает использовать дополнительные бортовые системы для стабилизации их температурного режима работы.

2.4. Применение технологии ускоренного заряда постоянным током значениями до от 150А до 500А приводит в серьезной проблеме цикличности это — ограниченное количество циклов глубокого разряда и заряд бортовых дорогостоящих АКБ. Эта технология по существу сокращает срок службы бортовых дорогостоящих АКБ и тем самым вынуждает покупателя электромобиля постоянно решать финансовые вопросы о замене их на новые АКБ и утилизации старых АКБ.

2.5. Выводы: В ближайшее время нет глобального решения для успешного решения всех задач по автономной или энергосберегающей бортовой генерации энергии на системном уровне. Для системного решения этой глобальной задачи необходимо перейти на принципиально новую технологию генерации бортовой энергии. А именно, перейти с тягового режима работы бортовых АКБ с глубиной разряда до 100% на их буферный режим работы с глубиной разряда не более 10% с последующей автоматической длительной параметрической стабилизацией постоянного уровня бортового энергозапаса (kWh).

3. Преимущества предлагаемой новой матричной технологии бортовой генерации энергии:

3.1. При использовании предлагаемой матричной технологии больше нет необходимости использовать общепринятые дорогостоящие стационарные электрозаправки, которые потребляют от ненадежной из-за перекоса фаз сети 380в энергии до 1000 кWh и более и создают дефицит электроэнергии в месте их монтажа.

3.2. При использовании новой технологии бортовой генерации энергии полностью отпадает необходимость в использовании трехфазных электрических сетей 380V. Теперь для ускоренной зарядки бортовых АКБ электромобиля достаточно использовать стандартную розетку (220в) при максимальной потребляемой мощности от сети до 3.6 кW.

3.3. Применение технологии ускоренного заряда постоянным током значениями до 500А приводит в серьезной проблеме цикличности это — ограниченное количество циклов глубокого разряда и заряд бортовых дорогостоящих АКБ. Предлагаемая матричная технология позволяет многократно в разы увеличить срок эксплуатации бортовых дорогостоящих АКБ при этом проблема цикличности полностью уходит так как нет их глубокого разряда и заряда. Соответственно срок службы бортовых дорогостоящих АКБ значительно увеличивается, а это в свою очередь снижает стоимость длительной эксплуатации бортовых АКБ в разы.

3.4. В свою очередь, в соответствии с предлагаемой матричной технологией генерации энергии все бортовые АКБ электротранспорта должны работать автоматически только в буферном режиме с нижним уровнем разряда бортового энергозапаса глубиной не более 10% от номинала. Такой подход позволяет решить на системном уровне следующий ряд задач для различного электротранспорта:

3.4.1. Предлагаемая матричная технология генерации бортовой энергии позволяет решить задачу первоначального ускоренного заряда энергозапаса (kWh) бортовых АКБ за десятки минут и затем автоматически длительное необходимое время поддерживать (стабилизировать) этот уровень во время движения и стоянки электромобиля. Это достигается с помощью применения одного или нескольких РАЗГОННЫХ блоков в виде бортовых АМЭС с выходной мощностью не более 3.0 кW. Этот подход соответствует всем техническим условиям и директивам ЕС для бортовых АКБ при их эксплуатации;

3.4.2.Теперь, во время буферного заряда, многократно уменьшается тепловая нагрузка каждой бортовой АКБ. Эта тепловая нагрузка влияет на величину их емкости, а в аварийных случаях уже не раз приводило к их взрыву;

3.4.3. Теперь мы используем только активную автоматическую балансировку заряда каждой ячейки АКБ или блока АКБ, что обеспечивает их высокую надежность работы;

3.4.4. Многократно в разы увеличивается коэффициент максимального автономного пробега (КМП) электротранспорта равный отношению (ДЛИНА ПРОБЕГА ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА (КМ)) БОРТОВОЙ ЭНЕРГОЗАПАС (кWh) или многократно в разы уменьшается расход бортового энергозапаса при пробеге электромобиля на расстояния в сотни (кМ) и более. Это достигается за счет автоматического длительного поддержания (стабилизации), буферного уровня его бортового энергозапаса (кWh). При этом для построения системы бортового энергозапаса (кWh) электротранспорта могут использоваться любые виды АКБ, производимые промышленностью, что значительно уменьшает себестоимость бортовой системы электропитания в целом.

3.4.5. В свою очередь, применение дорогостоящих «Вечных неразряжаемых бортовых тяговых АКБ», составляет от 70% и более от общей стоимости самого электромобиля. Поэтому применение «Вечных неразряжаемых бортовых тяговых АКБ« приводит к росту суммарной стоимости всего существующего парка электротранспорта.

3.5. Переход на предлагаемую матричную технологию позволяет одновременно решить следующие задачи для электротранспорта:

3.5.1. Многократно уменьшить токи ускоренной зарядки до (20-30)А для каждой отдельной бортовой ячейки АКБ, входящей в блок накопителей энергии;

3.5.2. Такой подход позволяет полностью перейти весь электротранспорт в автономный или энергосбергающий режим работы и полностью отказаться от дорогостоящих городских сетей электрозаправок, потребляющих от сети 380в от 500 кВа и более при этом создавая дефицит электроэнергии в месте их монтажа.

3.5.3. Сократить время заряда бортовых АКБ до единиц минут при потреблении энергии до 3.6 kWh от общедоступной любому потребителю электрической сети 220в.

3.5.4. Применять любые бортовые АКБ, производимые промышленностью (например, используемых в блоках ИБП) и тем самым значительно снизить стоимость бортовых источников под названием «Вечные АКБ» построенных на основе сплавов редкоземельных металлов, биржевые котировки цен которых непрерывно растут и будут увеличивать себестоимость бортовой генерации энергии.

3.5.5. Возможность применения бортовых гибридных накопителей энергии нового поколения в виде смешанного электрического соединения любых АКБ и новых видов высоковольтных до 900в суперконденсаторов.

3.5.6. Для оперативного удаленного диспетчерского контроля за бесперебойной надежной работой системы бортового электропитания на базе автономных мобильных АМЭС для различных видов электротранспорта используется автономный бортовой Wi-Fi интернет. Он позволяет автоматически выводить поток информации о работе каждой бортовой АМЭС на мобильный телефон или компьютер. Имеется возможность совместной работы бортового WI-Fi интернета с городским Wi-Fi интернетом для контроля за локацией каждого отдельного электротранспорта.

3.5.7… Благодаря предлагаемому авторами системного подхода на базе новой матричной технологии позволяет максимально использовать общепринятые методы импульсной, цифровой и матричной технологии генерации энергии для силовой электротехники измеряемой в сотнях (кWh), тем самым успешно решить задачу «оцифровывания» силовой энергетики уровнем до десятков (мWh) и соответственно комплексно решить на новом системном уровне общую проблему робототизации управления электротранспортом с использованием автономных систем бортовых Wi-Fi интернета совместимых с городскими Wi-Fi системами интернета для контроля в течении суток за локацией любого электротранспорта.

3.5.8. Благодаря предлагаемой авторами новой технологии и ее практической реализации ее новых матричных принципов построения уже на этапе серийного
производства бортовых УМЭС, были успешно решены задачи для обеспечения в ы с о к о й н а д ё ж — н о с т и бортовых автономных систем генерации энергии. К этим задачам относятся: микроминиатюризация силовых блоков и узлов, защита от климатических нагрузок, модульность, унификация и ремонтопригодность всех блоков и узлов, горячее или холодное дублирование силовых модулей, полный автоматический контроль в соответствии со всеми директивами ЕС за соблюдением всех технических условий и директив эксплуатации бортовых гибридных накопителей энергии, электробезопасность, пожаробезопасность, автономность, мобильность.

4. 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 No6004data mailed07/30/2014 ..

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)».

4.1. 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 12 готовых к серийному производству проектов на Международной Бизнес Платформе, имеется ряд НОУ-ХАУ. Аналогов нет.

Область применения бортовых источников энергии нового поколения:

1) Автономные матричные системы на базе УМЭС для автоматического длительного поддержания требуемого 100% уровня бортового и гибридного энергозапаса (кWh) во время движения и во время стоянки различного электротранспорта, в том числе и электромобилей;

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

Дополнительные сведения

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

1) Бортовые источники энергии для различного электротранспорта;

2) Различные автономные мобильные устройства для решения ряда технических задач.

Основные заказчики мобильных кассет под силовые модули — 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 УМЭС по электрооборудование для частного сектора с целью их эксплуатации в домашних условиях с целью оборудования блоков дополнительной мощности или устройств бесперебойного электропитания.