Изготовление макетов системы пуска двигателя внутреннего сгорания. Испытания рабочего диапазона макетов суперконденсаторов. Испытания макетов суперконденсаторов в условиях низких и высоких температур. Исследование циклических режимов заряда/разряда макетных образцов суперконденсаторов с различными типами аккумуляторных батарей. Натурные испытания макетов системы пуска двигателей внутреннего сгорания. Доработка макетов системы пуска двигателей внутреннего сгорания по результатам испытаний.

Отчет выполнен на 122 страницах и содержит 75 рисунков и 10 таблиц, содержит 23 литературных источника и 6 приложений. . В рамках проведенных исследований были решены задачи первого этапа, а именно разработка электродных материалов макета суперконденсаторов для систем пуска двигателей внутреннего сгорания. Для решения этой задачи был проведен информационный обзор современных научных публикаций с детальным анализом и выводами позволяющими разработать методики подготовки образцов и их экспериментальный анализ. По итогам сравнительных исследований в рамках электрохимических испытаний в водной среде с серной кислотой выбирается наилучший углеродный материал для изготовления электродной ленты для суперконденсатора - обладает параметрами по электрической емкости 200±6 Ф/г. Следующей задачей является разработка и изготовление макетов суперконденсаторов для систем пуска двигателей внутреннего сгорания. В этой стадии обосновываются технологические операции связанные с подготовкой отдельных компонентов к стыковке в единый модуль. В частности была разработана технология никелирования электродного материала, что позволило не использовать применение клеевых композитов для её крепления. Электродная лента с электролитом и никелевым покрытием обладали емкостью 10 Ф на 1,5 г. Такое снижение емкости связано с увеличением массы за влияния вспомогательных элементов. Общая масса модуля составила 495 г при габаритных размерах: - длина 18 (± 3) см, ширина 5 (± 2) см, высота 10 (± 3)). При расчете удельных параметров удельная энергия 2.2 Вт час/кг; удельная мощность 6,3 кВт/кг. Разработка технической документации макетов суперконденсаторов для систем пуска двигателей внутреннего сгорания. Разработка печатной платы макета системы пуска двигателей внутреннего сгорания. Монтаж печатных плат макета системы пуска двигателей внутреннего сгорания. Установлено, что оптимальным диапазоном плотностей тока для электродных материалов суперконденсаторов: графена, УНТ, УНТ+ПХ является диапазон 1,5-2 мА/см2. Проведена разработка технической документации в рамках которой определены условия эксплуатации и монтажа суперконденсторов для устройств пуска двигателей внутреннего сгорания. Разработана печатная плата, которая позволяет устанавливать несколько суперконденсторов. Элементная база, которая размещается на плате обеспечивает требуемые режимы заряда/разряда. Проведен монтаж элементной базы (транзисторов и резисторов) на печатную плату. На 3 этапе была проведена сборка макетов суперконденсаторов, а также системы пуска, были проведены испытания в температурной камере, а также натурные испытания, была проведена оценка соответствия заявленным требования ТЗ и доработка макета системы пуска. В рамках выполнения НИР были поданы 2 заявки на патент на изобретение РФ : Суперконденсатор для систем автономного электроснабжения и портативного пуска автотранспортной техники и Электродный материал для суперконденсаторов используемых для систем автономного электроснабжения и портативного пуска автотранспортной техники. Задачи проекта решены полностью на всех этапах выполнения НИР. В ходе проведенных исследований установлены основные технические параметры, определяющие количественные, качественные и функциональные характеристики продукции функции, а именно накопление электрической энергии при низком значение питающего напряжения и последующая отдача электроэнергии для энергоемких электропотрибителей автотранспортной техники- для электропитания стартера ДВС. - результатов НИОКР могут быть использованы для создания портативных пусковых устройств, а также для аварийного электропитания выскоточных потребителей, возможно применение разработанного устройства для контактной сварки и резки металлов; Технико-экономическая эффективность внедрения связана с техническими возможностями устройства пуска, а именно возможностью получения высокого пускового тока - за счет применения суперконденсторов и возможности настройки питающего напряжения за счет внутреннего переподключения секций суперконденстаров; стоимость изделия - не превышает 3 тыс.рублей, что является самой низкой стоимостью в сравнению с аналогичными устройствами, для которых характерен диапазон от 6 до12 тыс.рублей.Разработанное изделие по своим характеристикам превосходит существующие на Российском рынке устройства пуска ОАО "Энергия" (г. Елец, РФ), а также зарубежные аналоги по значению максимального пускового тока и быстроте зарядки (NEOLINE JUMP STARTER 850A (Южная Корея), AIRLINE AJS-55-05 (Китай).) PATRIOT BCT-600 START (Китай).Разработанное устройство прошло испытания и внедрено в ИП М.В. Воробьева.