Этап №1. Разработка прототипов модулей интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей. Изготовление печатных плат для прототипов модулей интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей. Изготовление корпусных изделий для прототипов модулей интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей. Разработка программного кода микроконтроллеров для прототипов модулей интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей. Сборка прототипов модулей интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей. Испытания прототипов модулей интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей.

Целью этого этапа работы была разработка, сборка и испытание прототипов модуля интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей для повышения их энергоэффективности в приложениях распределенной энергетики.Было проведено изучение литературы и патентный поиск по аналогичным устройствам управления зарядом и разрядом гибридных накопителей, состоящих из суперконденсаторов и аккумуляторов. Было проведено компьютерное моделирование и лабораторные проверки разрабатываемых решений. В ходе проведения работы были разработаны аппаратные решения и программные алгоритмы управления, позволяющие в зависимости от мгновенного режима работы модуля выбирать оптимальное направление тока заряда, дифференцируя его между суперконденсаторами и аккумуляторами и тока разряда, интегрируя его с суперконденсаторов и аккумуляторов. Такой подход позволяет добиться двух важных результатов одновременно: с одной стороны, создаваемый модуль может принимать от рекуперативного привода и аналогичных устройств значительные импульсы энергии за короткое время, а так же отдавать в них пусковые импульсы значительной величины, на что не способны чисто аккумуляторные решения. С другой стороны, аккумуляторы, входящие в состав модуля, обеспечивают плавную разгрузку суперконденсаторов между тормозными импульсами и возобновление их заряда между импульсами разгона, позволяют длительное время хранить накопленную энергию, обеспечивают постоянную готовность нагрузки к работе. При этом аккумуляторы защищены суперконденсаторами от пиковых токов, за счет чего ресурс АКБ расходуется в наиболее бережном режиме.На разработку подана заявка на патент на полезную модель № 2020123444 от 15.07.2020 «Модуль интеллектуального управления гибридными накопителями электроэнергии, состоящими из суперконденсаторов и аккумуляторов, для повышения их энергоэффективности». Получение патента ожидается в 2021 г.Были изготовлены печатные платы, узлы и детали прототипов модуля интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей с параметрами Li-Ion 13В±10%, 20 АЧ и LiFePO4 48В ±5, 100 АЧ — управляемый стабилизатор зарядного тока, схема балансировки последовательно соединенных накопителей, управляемый стабилизатор выходного напряжения, силовой коммутационный ключ, общая система управления на микроконтроллере STM32F103C8, узел интерфейса CAN/RS 485. Был разработан программный код микроконтроллера для модуля интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей для повышения их энергоэффективности в приложениях распределенной энергетики. Разработанный программный код был загружен в микроконтроллеры. Все разработанные и изготовленные в ходе настоящего этапа узлы и детали были сконфигурированы в два базовых варианта модуля, отличающихся номинальным напряжением - 13В±10%, (единичный модуль) и 48/54В ±5 (сборка четырех последовательных единичных модулей). Это необходимый и достаточный набор конфигураций для проведения испытаний аппаратной и программной компонент модулей, их доработок и оптимизации по результатам испытаний и построения из этих базовых конфигураций всех вариантов модуля, предусмотренных техническим заданием на НИОКР. Были проведены лабораторные испытания узлов и собранных прототипов модулей. Результаты испытаний на следующем этапе будут использованы для доработок аппаратной и программной компонент модулей для создания на их базе опытных образцов модуля интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей для повышения их энергоэффективности в приложениях распределенной энергетики в четырех вариантах исполнения согласно ТЗ на НИОКР.Были разработаны и изготовлены корпусные изделия для прототипов модуля интеллектуального управления сборками суперконденсаторов и аккумуляторов для систем рекуперации и гибридных батарей для повышения их энергоэффективности в приложениях распределенной энергетики.Выполненные работы полностью соответствуют требованиям Технического задания и Календарного плана.