Набор завершен

    Проект: Разработка взрывобезопасного интеллектуального зарядного устройства для шахтного электротранспорта

    Аннотация проекта:
    Электротранспорт, применяемый в шахтах, традиционно оснащается аккумуляторными батареями. В целях обеспечения взрывобезопасности процесс их заряда организуется в специально оборудованных помещениях, что требует обязательного демонтажа и переноса батарей. Настоящий проект предлагает инновационное решение данной проблемы за счёт внедрения интеллектуальной системы заряда и балансировки. Ключевым элементом разработки станет применение оригинальных схемных решений силовой части на базе энергоэффективного изолированного преобразователя с ШИМ-регулированием. Использование цифрового управления обеспечит оптимизацию режимов работы силовых ключей и позволит организовать интеллектуальный мониторинг состояния аккумулятора. Интеллектуальная система управления будет обладать повышенной отказоустойчивостью: в случае неисправности основного силового блока предусмотрена возможность электропитания либо от самой аккумуляторной батареи, либо от внешней сети по резервной цепи.
    Партнер проекта:

    ФГАОУ ВО ТУСУР

    ТУСУР – признанный лидер в сфере подготовки квалифицированных кадров для высокотехнологичных отраслей экономики, аэрокосмического и оборонного комплексов страны, внедряющий инновационные образовательные и исследовательские программы, прикладные разработки новой техники, аппаратуры и систем управления. Университет уверенно держит первенство в реализации программ инновационного развития. Выпускники ТУСУРа составляют кадровую основу многих предприятий как в России, так и за рубежом.

    Вакансии:
    СхемотехникКонструкторПрограммист микроконтроллеров
    Классификация работы:
    НИР поисковая
    Направление исследований и разработок:
    Н4. Новые приборы и интеллектуальные производственные технологии

    Конечный продукт

    Взрывобезопасное интеллектуальное зарядного устройства для шахтного электротранспорта

    Актуальность и востребованность

    Повышение эффективности и обеспечение взрывобезопасности представляют собой ключевые требования к проектированию зарядных систем для шахтного электротранспорта. В рамках проекта предлагается разработка интеллектуальной системы управления зарядом и балансировкой аккумуляторных батарей, специально адаптированной для работы в условиях шахт. Основные технические решения включают: - применение современных схем преобразователей энергии с интеллектуальным управлением; - реализацию активной балансировки элементов батареи; - использование цифровых систем контроля силовых элементов; - обеспечение гибких режимов заряда; - комплексные меры взрывобезопасности (конструктивные и схемотехнические); - систему мониторинга искрообразования в силовых цепях. Энергоэффективность достигается за счёт применения схем мягкой коммутации (ZVS/ZCS) силовых транзисторов и оптимизации конструкции трансформатора с учётом паразитных параметров. Интеллектуальная система обеспечивает прогнозирование состояния аккумулятора, контроль внутреннего сопротивления и предотвращение аварийных ситуаций. Проект направлен на создание комплексного решения, сочетающего энергетическую эффективность, взрывобезопасность и интеллектуальное управление для зарядных станций шахтного электротранспорта.

    Предмет разработки/исследования

    Интеллектуальная взрывозащищенная зарядная станция для шахтного электротранспорта. Ключевые компоненты: - Энергоэффективный силовой преобразователь с мягкой коммутацией. - Система интеллектуального управления зарядом и балансировкой АКБ. - Модуль мониторинга безопасности (дугозащита, контроль температуры). - Взрывобезопасный корпус.

    Способы и методы реализации проекта

    -

    Новизна предлагаемых в проекте решений

    -

    Задел по тематике проекта

    -

    Конкурентные преимущества создаваемого продукта

    -

    Календарный план

    1 этап:
    Теоретический анализ и патентно-информационный поиск
    Продолжительность:
    3 месяца
    Работы, выполняемые на этапе:
    1. Анализ патентной и научной литературы по теме работы 2. Анализ основных вариантов построения преобразователя и системы балансировки, сопоставление по энергетическим характеристикам 3. Выбор схемы преобразователя и основных функциональных узлов
    Результаты выполнения этапа:
    1. Отчет по патентно-информационному поиску 2. Научно-технический отчет по обоснованию схемы преобразователя для зарядной станции.
    2 этап:
    Проведение расчетов зарядного устройства шахтного электротранспорта
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    1. Расчет режимов работы системы интеллектуального зарядного устройства аккумуляторов 1. Расчет основных функциональных узлов и выбор элементов преобразователя 2. Расчет основных энергетических, конструкционных характеристик
    Результаты выполнения этапа:
    1. Отчет по расчету элементов системы заряда и основных энергетических и конструктивных характеристик
    3 этап:
    Моделирование зарядного устройства шахтного электротранспорта
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    1. Разработка моделей и анализ полученных результатов в различных условиях эксплуатации аккумулятора 2. Корректировка расчетов зарядного устройства
    Результаты выполнения этапа:
    Отчет по имитационному моделированию
    4 этап:
    Экспериментальное исследование
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    1. Разработка программы и методики испытаний макетного образца 2. Экспериментальное исследование макетного образца
    Результаты выполнения этапа:
    1. Комплект технической документации 2. Программа и методика испытаний

    Вакансии для обучающихся

    Идет набор

    Схемотехник

    Понимание основ силовой электроники (анализ и расчет топологий DC-DC, AC-DC, импульсных преобразователей. Обязателен опыт моделирования в LTspice, PSIM или аналогичных САПР. Навыки проектирования печатных плат: разводка силовых и сигнальных цепей. Практическая работа с осциллографами, анализаторами, проведение экспериментов. Умение работать с технической документацией.

    Идет набор

    Конструктор

    Знание ЕСКД. Опыт трассировки печатных плат, обеспечения ЭМС и тепловых режимов. Владение САПР (Altium, KiCad). Системное мышление, опыт работы, навыки расчетов (тепловых, прочностных), коммуникация со смежными специалистами.

    Идет набор

    Программист микроконтроллеров

    Владение языками С/С++. Опыт работы с периферией (АЦП, ШИМ, таймеры). Знание протоколов связи. Навыки отладки и оптимизации кода. Базовое понимание алгоритмов управления (ПИД, MPPT). Общие навыки: Умение читать схемы и техническую документацию. Базовые знания в области электропитания и силовой электроники. Опыт работы с осциллографом, анализаторами.