Разработка аспиранта НГТУ НЭТИ поможет создать отечественный электровелосипед нового поколения
Класс преобразователей постоянного напряжения на основе резонансных структур с переключаемыми конденсаторами обладает рядом энергетических и функциональных достоинств, такими как высокий коэффициент полезного действия, малые масса и габариты, энергоэффективное регулирование с малыми потерями мощности, возможность построения в виде модульной конструкции в интегрально-гибридном исполнении с целью миниатюризации. Например, электровелосипед с регулятором на основе переключаемых конденсаторов будет легче, у него предусмотрен больший запас хода и высокие потребительские свойства. Словом, можно говорить об инновационной российской разработке.
«На велосипед устанавливается тяговый электрический двигатель, например, мотор-колесо, аккумуляторная батарея и регулятор постоянного напряжения, — рассказал Николай Нурлатов. — Регулятор включается между аккумуляторной батареей и электрическим двигателем и предназначен для плавного разгона, переключения скоростей, торможения, защиты двигателя от перегрузок. Пользователь может сам выбирать способ движения велосипеда: механически крутить педали или подключить электропривод. Отдельного внимания заслуживает возможность рекуперативного торможения. Это означает, что при торможении электрическая энергия, вырабатываемая двигателем, возвращается в аккумулятор».
Проект команды Н. Нурлатова относится к сфере силовой электроники. В настоящее время это направление является актуальным и экономически важным. Сейчас электрический транспорт пользуется популярностью в качестве личного средства передвижения. Одной из целей проекта является создание конкурентоспособных электровелосипедов с энергоэффективным регулятором и внедрение готового продукта на рынок. С научной точки зрения проект интересен как пример для исследования, получения реальных энергетических характеристик, показателей массы и габаритов.
К работе по реализации проекта, как считает Николай Нурлатов, нужно и можно привлекать студентов как технических, так и гуманитарных специальностей ввиду комплексного подхода к решению задач. Это даст хорошую возможность приобрести опыт в научно-исследовательской деятельности, принять участие в разработках, а также в мероприятиях, направленных на подготовку к выходу продукта на рынок. Собственно, выполнение научно-исследовательской работы с перспективой коммерциализации и выведения продукта на рынок является одной из основ отбора проектов на программу «УМНИК».
«Наш проект направлен на импортозамещение, — поясняет разработчик, —поскольку команда плотно занимается вопросом применения материалов и комплектующих российского производства».
По результатам испытаний на примере электрического велосипеда регуляторы на основе резонансных структур с переключаемыми конденсаторами можно применить и в электропитании автономных объектов. Сегодня командой разработчиков проводится имитационное моделирование, сравнительный анализ энергетических характеристик, показателей массы и габаритов. Имеются практические разработки регулятора в виде макетных образцов. Исследуется работа транзисторов в режиме мягкой коммутации, способы миниатюризации, конструктивные особенности проектирования.
По словам Н. Нурлатова, опытный образец электровелосипеда для демонстрации будет готов к концу 2023 года.
