Система управления аккумуляторной батареей (bms) для автономных мобильных транспортных средств

ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ АВТОНОМНЫХ МОБИЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 8
1.1 Электротранспорт 8
1.2 Типы тяговых аккумуляторных батарей 10
2 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕЕЙ BMS 20
2.1 Устройство и принцип действия 20
2.2 Преимущества и недостатки 24
2.3 Применение BMS системы 25
3 ЛИТИЙ-ИОННАЯ АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ 27
3.1 Общие сведения литий-ионных батарей 27
3.2 Пассивные и активные балансиры 31
3.3 Балансировка и выравнивание заряда ячеек батарей 34
3.4 Виды защит 37
4 РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 39
4.1 Основные требования к зарядному устройству АКБ 39
4.2 Разработка структурной схемы зарядного устройства 40
4.3 Расчет силовой цепи зарядного устройства 41
4.4 Принцип действия зарядного устройства 43
4.5 Расчет аккумуляторов 45
4.6 Расчет принципиальной схемы 48
5 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ВКР 51
5.1 Организация безопасного использования АКБ 51
5.2 Опасные и вредные факторы аккумулятора 53
5.3 Обеспечение безопасной эксплуатации аккумуляторов 55
5.4 Экологичность ВКР 56
6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВКР 58
6.1 Организация и планирование работ 58
6.2 Расчет сметы затрат на выполнение проекта 61
6.3 Расчет затрат на материалы 61
6.4 Расчет заработной платы 62
6.5 Расчет затрат на электроэнергию 63
6.6 Расчет амортизационных расходов 64
6.7 Оценка экономической эффективности проекта 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 68

Весь текст будет доступен после покупки

В современном мире большую популярность набирают автономные мобильные транспортные средства, которое может передвигаться без участия человека. Автономные мобильные средства могут значительно снизить количество транспортных происшествий и аварий, улучшить экономию топлива.
Для запуска мобильных транспортных средств используются тяговые аккумуляторы. Тяговые аккумуляторы наиболее эффективные в плане запаса энергии и продолжительным сроком эксплуатации. Сфера применения тяговых аккумуляторов постоянно расширяются и улучшаются.
В наше время появляется все больше различных типов аккумуляторов, для них требуется все более совершенные системы управления, поэтому для большей производительности ячеек аккумуляторных батареек необходимо использовать (BMS). Работоспособность и производительность аккумуляторных батареек имеет важное значение для обеспечения бесперебойного электропитания важного оборудования, при этом батареи являются дорогостоящим элементом. Аккумуляторы являются самым слабым звеном систем обеспечения качественного и бесперебойного энергоснабжения оборудования, поэтому важным является непрерывный контроль состояния всех элементов аккумуляторной батареи.
Система управления батареями (BMS) должна применяться во всех системах, содержащих группы батарей, где необходимо обеспечение бесперебойного питания и безотказности оборудования. Необходимо постоянно и непрерывно контролировать состояние батареи и предпринимать действия в нештатных ситуациях. Для предотвращения старения и выхода из строя аккумуляторной батареи необходимо непрерывно контролировать распределение тока между параллельными группами батарей.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Электротранспорт

Электротранспорт – вид транспорта, использующий в качестве источника энергии электричество, а в качестве привода – тяговый электродвигатель. Его основным преимуществами перед транспортом с двигателями внешнего или внутреннего сгорания являются более высокая производительность и экологичность.
Автономный транспорт – это вид транспорта, основанный на автономной системе управления. Управление автономным транспортным средством полностью автоматизировано и осуществляется без водителя при помощи датчиков, компьютерных алгоритмов. Основное назначение заключается в перемещении пассажиров или грузов.
Транспортные средства, доступные для потребителей в настоящее время, содержат функции вождения на базе компьютерных технологий. Оператору не приходится прикладывать усилия, чтобы перемещать тележку. Она движется под его управлением за счет электромоторов с приводом колеса. От оператора требуется только правильно и ровно направлять платформу[].
Основные элементы платформы:
- электродвигатель;
- система управления платформы;
- аккумуляторная батарея;
- система управления аккумуляторной батареей (BMS).
Большинство самоходных платформ является электрическим, то есть работают от мощных аккумуляторов. Время работы платформы зависит от ёмкости АКБ и может составлять одну рабочую смену.
Платформы на электромоторах и АКБ бывают разных размеров и грузоподъемности, с различными радиусами поворота, рассчитанные на определенную интенсивность грузооборота и дальность транспортировки. Но главным отличием таких машин является тип управления.
Самоходные аккумуляторные платформы с дистанционным управлением на колесном ходу являются оптимальным решением для перемещения грузов в ограниченном пространстве, а простота управления делает их идеальным инструментом для выполнения сложных задач. Автономные мобильные средства могут снизить количества транспортных происшествий и аварий[1].
Самоходные платформы применяются в цехах, складах, портах, аэродромах, на вокзалах, при выполнении строительно и погрузочно-разгрузочных работ, в разных сферах промышленности и машиностроения.


Рисунок 1 - Самоходная платформа

Самоходные платформы хороши тем, что:
- обеспечивают высокую производительность труда;
- эффективность справляются со своими задачами;
- просты в управлении;
- не создают шума;
- не имеют вредных выбросов;
- универсальны;
- надежны в работе;
- безопасны и удобны в использовании;
- обеспечивают быстрое и плавное торможение.

1.2 Типы тяговых аккумуляторных батарей

Для старта автономных транспортных средств применяются тяговые аккумуляторы. Любой тяговый аккумулятор представляет собой мощный накопитель электроэнергии, поэтому он предназначен для длительного применения.
Тяговый аккумулятор – это особая разновидность аккумуляторных батарей, которые представляют собой блок секций, соединенных последовательно. Каждая отдельная секция с функциональной точки зрения является полноценным отдельным аккумулятором, работающим в связке с остальными. Тяговая батарея – это вторичный источник тока, способный долговременно отдавать ток в нагрузку при относительно стабильном напряжении[3].
Её назначение – питание потребителей, не требующих больших пиковых токов, но чувствительных к стабильности величины питающего напряжения. Не обладают высокими пусковыми токами. Они могут отдавать какую-то энергию в течение длительного времени, разряжаясь почти к нулю без потерь своих аккумулирующих свойств.
Тяговые аккумуляторы применяются в различной технике складского, промышленного, бытового назначения[24].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Аккумуляторная батарея. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://referatbank.ru/referat/preview/37920/diplom-akkumulyatornayabatareya.html. – 6.04.2023.
2. Активный балансир. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://mysku.club/blog/aliexpress/83916.html. – 17.05.2023.
3. Батарейки. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://fb.ru/article/368784/batareyki-vred-dlya-okrujayuschey-sredyi-rekomendatsii-po-utilizatsii?ysclid=lij7w6nzv470543639. – 27.05.2023.
4. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков. – Москва: Высш.шк., 2007. – 616 с.
5. Богатырева, М.В. Основы экономики: учебник и практикум / М.В. Богатырева, А.Е. Колмаков, М.А. Колмаков. – Москва: Издательство Юрайт, 2021. - 424 с.
6. Ганова, А.С. Сравнительный анализ характеристик тяговых аккумуляторов для современных электромобилей: справочник / А.С. Ганова, Р.Н. Хмелев. – Москва: Энергия, 2020. – 38 с.
7. Каганов, И.Л. Курсовое и дипломное проектирование: учебное пособие / И.Л. Каганов. – Москва: Агропромиздат, 2000. - 349 с.
8. Как перерабатывают литий-ионные аккумуляторы. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://trends.rbc.ru/trends/green/5d6650619a79473919-43eb59. – 1.06.2023.
9. Как подключить BMS плату. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://lifepo4.ru/kak-podklyuchit-bms-platu. – 15.04.2023.
10. Как правильно пользоваться литий-ионными батарейками. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://androfon.ru/article/kak-pravilno-polzovatsya-litiy-ionnymi-akkumulyatorami. – 3.06.2023.

Весь текст будет доступен после покупки