Разработка и тестирование опытного образца тяговой литий-ионной аккумуляторной батареи с высокой степенью локализации для коммунальных электромобилей, другой автомобильной и специальной техники. (заключительный)

Отчет 170 с., 36 рис., 16 табл., 10 прил. 1. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА Тяговая литий-ионная батарея, система термостатирования, герметизация, интеллектуальная система управления зарядом/разрядом батареи (микроконтроллер BMS), повышенный срок эксплуатации, низкая стоимость, локализированное производство. Объектом исследования является разработка тяговой литий-ионной аккумуляторной батареи с высокой степенью локализации для коммунальных электромобилей, другой автомобильной и специальной техники. 2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью НИОКР является разработка и тестирование опытного образца тяговой литий-ионной аккумуляторной батареи с высокой степенью локализации для коммунальных электромобилей, другой автомобильной и специальной техники. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ По результатам реализации проекта достигнуты следующие итоги: Разработан и протестирован опытный образец тяговой литий-ионной аккумуляторной батареи с высокой степенью локализации (более 80%) для коммунальных электромобилей, другой автомобильной и специальной техники. 3.1. Основные конструктивные результаты Разработанный продукт включает в себя:  Модульную компоновку, герметичный теплоизолированный корпус батареи, термо- и электроизоляцию;  Систему полного термостатирования батареи (климат-контроля) с минимальным расходом энергии;  Интеллектуальную систему (микроконтроллер BMS) управления зарядом/разрядом батареи;  Терминальные шунты-балансиры для балансировки ячеек батареи на этапе заряда;  Жгуты проводов. Создана технология изготовления батареи, технологии её тестирования и контроля качества. 3.2. Технологические и технико-эксплуатационные характеристики (достижение параметров ТЗ) 3.2.1. Создан корпус батареи и успешно протестирован на герметичность. Присвоен код IP67. 3.2.2. Создана система полного термостатирования батареи (обогрев и охлаждение). Успешно проведён тест на удержание температуры не ниже 0˚С. 3.2.3. Создана инфраструктура для управления зарядом/разрядом батареи (BMS) и проведены успешные лабораторные испытания. 3.2.4. Натурные испытания (в составе электромобиля) подтвердили устойчивую работу в тяговом режиме и работу в режиме питания слаботочной инфраструктуры. 3.2.5. Комплектующие в состав батареи подобраны таким образом, чтобы обеспечить ресурс батареи более 2000 циклов заряд/разряд, пробег (электромобиля полной массой до 3,5 тонн) на одном заряде до 200 км, в режимах работы электродвигателя s2, s3, а также функционирование батареи при температуре окружающей среды от -25 до +55˚С. Технико-эксплуатационные характеристики полностью подтвердили все требования Технического задания в ходе натурных (ходовых) испытаний батареи на электромобиле (ремоторизированного УАЗ-452 «Буханка») с общим пробегом в 1500 км. В том числе, расчётные характеристики подтверждены испытаниями в тяговом режиме (режим разряда), режимы заряда от стационарных сетей переменного и постоянного напряжения и от рекуперативного торможения электродвигателем. 4. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Продукт, полученный в результате реализации проекта, демонстрирует передовые показатели и планируется к включению в состав комплектов (КИТ-наборов) для «ремоторизации» автомобилей семейства УАЗ. Кроме того, изготовленная батарея способна работать в качестве тяговой батареи на электротранспорте широкого спектра использования благодаря своей унификации (дорожные легковые электромобили, лёгкие грузовые электромобили и гибриды (сегмент LCV), коммунальные электромобили, специальная техника – дозаливочные машины, аэропортовые багажные тягачи, аэропортовые ленточные транспортёры и пр.), а также на стационарных объектах для обеспечения бесперебойного питания. 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Экономическая эффективность проекта заключается в ряде факторов, изначально заложенных в концепцию продукта, в частности:  Максимальная локализация готового продукта (более 80%) способствует увеличению объёмов смежных производств комплектующих деталей (литий-ионные ячейки, кабельная продукция, Микроконтроллеры BMS и пр.), как следствие – это способствует созданию новых рабочих мест и дополнительных отчислений в бюджеты всех уровней.  Стоимость готового продукта (батареи), даже в штучном производстве, минимум на 40% дешевле аналогов, благодаря использованию современных технологий производства, без применения сверх дорогостоящего оборудования (штампы, литьё, обрабатывающие центры и пр.). Такой подход позволит изготавливать продукт на малых, слабо оснащённых производствах.  Большая унификация продукта, при полном термостатировании и герметичности корпуса. Это позволит использовать продукт в различных сферах и широком спектре транспорта. 6. ПРОГНОЗНЫЕ ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ Результаты разработки тяговой литий-ионной аккумуляторной батареи могут стать платформой для:  Разработки тяговых литий-ионных батарей различной конфигурации для широкого спектра применения в автомобильной промышленности, в производстве специальной техники и в производстве стационарных бесперебойных источников питания большой мощности. К примеру, для разработки стационарных высоковольтных батарей большой удельной энергоёмкости для обеспечения бесперебойного электропитания зданий и сооружений.  Разработки комплектов оборудования для ремоторизации серийных автомобилей в электромобили. Такие КИТ-наборы становятся всё больше востребованы на современном рынке в серийном производстве электромобилей.  Применение наработок в разработках беспилотного колёсного (или гусеничного) транспорта. 7. ОБЪЕКТЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПОЛУЧЕННЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ В результате реализации проекта, выполнены работы по регистрации объекта интеллектуальной собственности на полезную модель, а по итогам регистрации получено уведомление о приеме и регистрации заявки с рег. № 2023120580 от 07.08.2023 г. 8. ОЦЕНКА ИСПОЛНИТЕЛЕМ УСПЕШНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ В СООТВЕТСТВИИ С ТЕХНИЧЕСКИМ ЗАДАНИЕМ И КАЛЕНДАРНЫМ ПЛАНОМ Итоги результатов работы инициаторов НИОКР, полученные в ходе выполнения проекта, дают основания считать, что все задачи проекта выполнены успешно и полностью соответствуют поставленным задачам разработки в целом. Отклонений от Технического задания и Календарного плана не установлено. С целью вывода на рынок целостного продукта, инициаторы проекта считают необходимым продолжить исследования и разработки в рамках конкурса «СТАРТ-2». Темой может стать "Доработка и вывод на рынок «КИТ-набора» для ремоторизации автомобилей и специальной техники".