ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Разработка нового тягового привода для электромобилей.

Рекомендуемая область пременения

Применяется в составе электромобилей инфраструктур города: погрузочно-разгрузочных; уборочно-очистительных; ремонтных и транспортных городских служб; промышленное производство; защита окружающей среды; транспорт.

Назначение, цели и задачи проекта

Разработка представляет собой создание качественного нового комплектного электропривода.

Планируется улучшение технических характеристик и конструкции тягового электропривода, что позволит снизить производственные издержки и улучшить потребительские свойства электропривода (надежность, экономичность, маневренность, комфортное движение, простота управления).

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Научные разработки в области электропривода транспортных средств ограничены исследованиями устаревших силовых тяговых электроприводов с тиристорным преобразователем для высокоэнергоемких транспортных средств. ООО «Инжиниринговый центр ТУСУР» предлагает создание научно-практической базы разработок новых электроприводов с импульсно-модуляционным управлением. Создание таких электроприводов с качественно лучшими характеристиками энергопотребления, точности управления и экологии востребовано для применения в составе электромобилей инфраструктур города.

Большинство электроприводов, используемых в комплекте малого напольного электротранспорта, имеют контакторное управление, которое нельзя назвать даже устаревшими, правильным будет термин «архаичное». Небольшая часть имеет электропривод с тиристорным управлением, так же относящимся к прошлому веку. Лишь единицы моделей такого типа транспорта имеют современные импульсные транзисторные регуляторы, причем все они зарубежного производства.

Сравнение базовых характеристик существующего на Российском рынке коллекторного электропривода и ожидаемых характеристик модернизируемого электроприводов представлено ниже. Из приведенных параметров следует вывод о превосходстве предлагаемого к выпуску электропривода над современными аналогами, в том числе зарубежными. Что, при условии перехода к крупносерийному производству, позволит успешно конкурировать с зарубежными производителями подобной продукции на внешних рынках.

СРАВНИВАЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ:

1. Напряжение питания: прототип-72В, разработка – 48В.

2. Управление диапазоном частоты вращения электродвигателя: удельный объем на 1кВт мощности.

3. Удельный объем на 1кВт мощности: прототип – 2,64 куб.дм., разработка – 1,73 куб.дм. .

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Привод в движение ведущих колес осуществляется через редуктор от тягового электродвигателя бесконтактного типа. Блок управления электроприводом служит для управления режимами работы электродвигателя и выполняет иные функции, оговоренные ниже. Электродвигатель должен выдерживать перегрузку по моменту в 15 Нм при скорости вращения вала электродвигателя до 2000 об/мин в течение 3 минут, после чего момент не должен превышать номинальный в течение не менее 15 минут. Должен сохранять рабочие характеристики при изменении температуры окружающей среды от - 15^?С до +45^?С; при относительной влажности воздуха до 98 % и температуре +25^?С.  Тип исполнения электродвигателя - закрытый. Блок управления приводом, закрытого типа, должен автоматически ограничивать ток батареи при разряде с поддержанием уровня напряжения под нагрузкой не менее 33 В. При этом параметры электропривода не нормируются. Должен обеспечивать реверс и плавное регулирование тягового момента электродвигателя. Должен обеспечивать устойчивую работу электропривода при частоте вращения вала электродвигателя от 250 об/мин.  Должен обеспечивать плавный режим рекуперативного торможения. Может включать в себя устройство контроля степени разряда батареи с выходом на внешнюю индикацию с точностью не хуже 2%. Должен не включать цепь питания электродвигателя при коротком замыкании обмотки статора.

Основные технические параметры, определяющие количественные, качественные и стоимостные характеристики продукции:

- номинальное напряжение аккумуляторной батареи – 48 В;

- минимальное напряжение батареи – 33 В;

- максимальное напряжение батареи – 60 В;

- номинальная мощность на валу электродвигателя – 4 кВт;

- номинальный момент на валу электродвигателя – 7,5 Нм;

- максимальный момент на валу электродвигателя – 15 Нм;

- уровень шума, не более – 66дБ(А);

- номинальная частота вращения – 5100 об/мин;

- максимальная частота вращения – 5300об/мин.

Проектируемый электропривод разрабатывается с учетом требованиями как непосредственно к электротранспорту (условия эксплуатации, эргономика, надежность, ремонтопригодность и т.д.), так и в соответствии с выбранным электродвигателем, что обеспечит наиболее эффективное управление электродвигателем в различных  режимах (пуск, рекуперативное торможение, реверс хода, городской цикл и т.д.). При этом при выбранном подходе осуществляется так же и согласование требований и характеристик электропривода с бортовой аккумуляторной батареей (уровень напряжения, величины разрядных и пусковых токов, необходимый запас хода, время восстановления и т.д.). Использование микропроцессорной системы управления позволит обеспечить как высокие технико-экономические показатели, так и удобство эксплуатации (измерение параметров движения, слежение за состоянием аккумуляторной батареи, диагностический контроль и т.д.).

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Целесообразность реализации предлагаемой разработки основана на существующем платежеспособном спросе на предлагаемый продукт, который проанализирован в ходе маркетинговых исследований и проведенных переговоров с потенциальными потребителями (Интернет исследования, опросы и интервью потенциальных потребителей, данные государственного комитета по статистике). Создаваемый тяговый электропривод имеет колоссальный потенциальный рынок и сможет удовлетворить, как потребность отечественных производителей электротранспорта в надежном и недорогом тяговом электроприводе, обеспечивая импортозамещение, так и будет экспортироваться зарубежным производителям электромобилей, в виду того, что предлагаемая система может конкурировать как по цене, так и по потребительским свойствам.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Продажная цена комплектного электропривода без аккумуляторных батарей составит менее 70 тыс. руб., притом, что аналогичные системы электроприводов стоит порядка 85 тыс. руб. При выходе на серийную мощность (свыше 50 штук в год), ожидается снижение прямых затрат на производство приблизительно на 15%, а накладных расходов – до 20%. Это позволит поднять рентабельность до желаемых 35% и одновременно снизить продажную стоимость электропривода до 65 тыс. руб. При благоприятном развитии предприятия и ситуации на рынке, за 3 года объем производства можно довести до верхней границы насыщения рынка – 5000 устройств в год, при снижении стоимости до 55 тыс. руб.

Предлагаемая разработка отвечает всем требованиям экологической безопасности.

Новые потребительские свойства продукции

Проектируемый электропривод разрабатывается с учетом требованиями как непосредственно к электротранспорту, так и в соответствии с выбранным электродвигателем, что обеспечит наиболее эффективное управление электродвигателем в различных режимах.
Микропроцессорная система управления позволит обеспечить как высокие технико-экономические показатели, так и удобство эксплуатации.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

За счет применения разрабатываемого тягового электропривода, возможно изменение соотношения погрузочно-складского транспорта с электрическими и не электрическими тяговыми агрегатами.
Материал соответствует требованиям государственных стандартов РФ

Стадия и уровень разработки

Проведены маркетинговые исследования. Имеется бизнес-план. Промежуточный НИОКР, дополнительные исследования.

Предлагаемые инвестиции

4,5 млн. руб.
Предварительные маркетинговые исследования и проведенные переговоры с потенциальными потребителями подтвердили целесообразность реализации предлагаемой разработки.
Общая стоимость проекта составляет:
1. Собственные средства – 4,5млн. руб.;
2. Государственные средства – 4,5млн. руб.;
3. Привлеченные средства – 04;
4. Недостающие средства – 4,5 млн. руб.
Для доведения предложения до стадии коммерциализации требуется:
- проведение необходимой сертификации выпускаемой продукции;
- взаимодействия с инвесторами в направлении организации производства и серийного выпуска продукции;
- обучение сотрудников;
- организация взаимодействия с поставщиками.
Средства будут направлены на:
1.заработанная плата сотрудникам;
2.закупка комплектующих, спецоборудование для создания испытательных и отладочных стендов;
3.оплата работ сторонними организациями и соисполнителями, командировочные расходы;
4.расходы по содержанию предприятия и т.д.
Форма инвестиций – Венчурные инвестиции.
Срок окупаемости инвестиций – 1-1,5 года.

Рынки сбыта

Объем потенциального рынка погрузочно-складского транспорта составляет примерно 25 тыс. в год. Постепенно доля рынка у российских производителей погрузочно-складского транспорта растет, в ближайшее время она должна увеличиться до 20%, что в пересчете на производителей электротранспорта с учетом объема рынка сводиться примерно к 2,5 тыс. единиц в год. При улучшении потребительских свойств продукции за счет применения разрабатываемого тягового электропривода, возможно изменение соотношения погрузочно-складского транспорта с электрическими и не электрическими тяговыми агрегатами, в сторону электродвигателей. Таким образом величину потенциального рынка на 2006-2010 годы, в лице российских производителей, можно оценивать в 2,5 – 5 тыс. в год.
Объем платежеспособного спроса на первые 2-3 года после появления на рынке нашей продукции составит порядка 50 – 5000 штук в год за счет наиболее динамично развивающихся предприятий электротранспорта (Сарапульский электрогенераторный завод, Машиностроительный завод Калинина и Балтийский силач плюс). При дальнейшем развитии данного сектора рынка в условиях конкуренции, и оставшиеся производители напольного электротранспорта вынуждены будут перейти на современные импульсные транзисторные электропривода, либо разориться. Согласно нашим маркетинговым исследованиям, это повысит уровень потребления нашей продукции до 5000 штук в год.
Предполагаемый рынок сбыта:
1.Российская Федерация;
2.Ближнее зарубежье;
3.Китай.
Сравнив базовые характеристики существующего на Российском рынке коллекторного электропривода и ожидаемые характеристики модернизируемых электроприводов, делаем вывод о превосходстве предлагаемого к выпуску электропривода над современными аналогами, в том числе зарубежными. Что, при условии перехода к крупносерийному производству, позволит успешно конкурировать с зарубежными производителями подобной продукции на внешних рынках.

Возможность и эффективность импортозамещения

Создаваемый тяговый электропривод имеет колоссальный потенциальный рынок и сможет удовлетворить, как потребность отечественных производителей электротранспорта в надежном и недорогом тяговом электроприводе, обеспечивая импортозамещение, так и будет экспортироваться зарубежным производителям электромобилей, в виду того, что предлагаемая система может конкурировать как по цене, так и по потребительским свойствам.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

18

Дата поступления материала

22.02.2007