Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Zaawansowane sterowanie napędami elektrycznymi i hybrydowymi
Koordynator przedmiotu:
dr inż Paweł Roszczyk
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Inżynieria Pojazdów Elektrycznych i Hybrydowych
Grupa przedmiotów:
Specjalnościowe
Kod przedmiotu:
1150-PE000-ISP-0320
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin kontaktowych – 45, w tym a) wykład -30 godz.; b) laboratorium- 15 godz.; 2) Praca własna studenta – 55, w tym a) 10h - studia literaturowe; b) 10h - przygotowanie do zajęć; c) 10h - indywidualne studia literaturowe do ćwiczeń laboratoryjnych d) 15h - przygotowanie sprawozdań; e) 10h - przygotowanie do sprawdzianów i egzaminu; 3) RAZEM – 100
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1.8 punktów ECTS – liczba godzin kontaktowych - 45, w tym: a) wykład - 30 godz.; b) laboratorium - 15 godz.;
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2 punkt ECTS – liczba godzin kontaktowych - 50, w tym: a) 15h - laboratorium; b) 10h - indywidualne studia literaturowe do ćwiczeń laboratoryjnych c) 10h - przygotowanie do zajęć; d) 15h - przygotowanie sprawozdań;
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawowa wiedza z energoelektroniki i maszyn elektrycznych (wysłuchanie wykładów: Energoelektronika, Maszyny elektryczne)
Limit liczby studentów:
zgodnie z zarządzeniem Rektora
Cel przedmiotu:
Zapoznanie studenta z zaawansowanymi metodami sterowania i monitorowania, stosowanymi w napędach wieloźródłowych i elektrycznych pojazdów i maszyn roboczych. Zapoznanie się z narzędziami wykorzystywanymi do projektowania systemów i algorytmów sterowania i monitorowania, stosowanych w napędach wieloźródłowych i elektrycznych pojazdów i maszyn roboczych. Zdobycie wiedzy o cyklu życia baterii elektrochemicznych, ultrakondensatorów i ogniw paliwowych i o konieczności uwzgledniania kosztów ekonomicznych i środowiskowych ich wykorzystywania w systemach technicznych. Zapoznanie się z wpływem jakości wykonania i eksploatacji pojedynczych ogniw na koszty ekonomiczne i bezpieczeństwo eksploatacji. Student potrafi opracować informacje o charakterystykach pracy określonych komponentów, a następnie przy pomocy specjalistycznych narzędzi zaprojektować prosty algorytm sterowania lub monitorowania stanu pracy określonych komponentów napędu wieloźródłowego. Student otrafi przeprowadzić analizy wymagane do udowodnienia rozważanych kryteriów projektowych.
Treści kształcenia:
Wykład: Metody i układy sterowania silnikami elektrycznymi zapewniające pracę w czterech ćwiartkach układu moment – prędkość obrotowa. Sposoby regulacji prędkości obrotowej i kontroli momentu obciążenia silnika spalinowego. Energooszczędne sposoby sterowania pracą mechanicznych komponentów układu napędowego: sprzęgło – hamulec, przekładnia mechaniczna o zmiennym przełożeniu. Monitorowanie pracy elektrochemicznych źródeł prądu: baterie elektrochemiczne, superkondensatory, ogniwa paliwowe. Aktywne i pasywne systemy wyrównywania ładunku elektrochemicznych źródeł prądu: baterie elektrochemiczne, superkondensatory. Sterowanie pracą ogniwa paliwowego w zależności od obciążenia i stosunku stechiometrycznego tlen/wodór. Metody aproksymacji stanu komponentów układu napędowego – SOC (State of Charge) baterii, superkondensatorów. Koncepcja sterowania rozmytego Fuzzy-logic. Nowoczesne metody aproksymacji stanu komponentów – filtr Kalmana (dla układów liniowych i nieliniowych). Wyznaczanie parametrów i charakterystyk komponentów układu oraz uwzględnianie ich nieliniowości. Funkcje centralnego systemu sterowania układem napędowym. Sterowanie przepływami energii w układach wieloźródłowych: szeregowym, równoległym i z przekładnią planetarną. Projektowanie i modelowanie dyferencjału elektromechanicznego. Techniczna realizacja centralnego systemu sterowania z wykorzystaniem systemu szybkiego prototypowania algorytmów sterowania dSpace Laboratorium: Badanie dyferencjału elektromechanicznego z wykorzystaniem systemu dSpace. Monitoring napięć z wykorzystaniem systemu National Instruments oraz środowiska LabView. Sterowanie silnika DC oraz silnika krokowego z wykorzystaniem programu Matlab/Simulink.
Metody oceny:
Egzamin pisemny i ustny
Egzamin:
tak
Literatura:
„Hybrid Electric Power Train Engineering and Technology: Modeling, Control, and Simulation”, A. Szumanowski IGI Global, 2013, “Hybrid Electric Vehicle Drives Design – Edition based on URBAN BUSES” A. Szumanowski, ISBN 83-7204-456-2 „Projektowanie Dyferencjałów elektromechanicznych elektrycznych pojazdów drogowych” A. Szumanowski, ISBN 978-83-7204-617-8 „Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles Fundamentals, Theory, and Design”; M Ehsani , Y Gao , S E . Gay , A Emadi; Print ISBN: 978-0-8493-3154-1; eBook ISBN: 978-1-4200-3773-9 “Handbook of Automotive Power Electronics and Motor Drives”; Edited by A. Emadi; Print ISBN: 978-0-8247-2361-3; eBook ISBN: 978-1-4200-2815-7
Witryna www przedmiotu:
http://www2.simr.pw.edu.pl/imrc/polski/
Uwagi:
brak

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0320_W1
Posiada wiedzę o zaawansowanych metodach sterowania i monitorowania, stosowanych w napędach wieloźródłowych i elektrycznych pojazdów i maszyn roboczych.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W03, K_W04, K_W05, K_W01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0320_W2
Posiada wiedzę o narzędziach wykorzystywanych do projektowania systemów i algorytmów sterowania i monitorowania, stosowanych w napędach wieloźródłowych i elektrycznych pojazdów i maszyn roboczych.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W04, K_W05, K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0320_W3
Ma wiedzę o cyklu życia baterii elektrochemicznych, ultrakondensatorów i ogniw paliwowych i o konieczności uwzględniania kosztów ekonomicznych i środowiskowych ich wykorzystywania w systemach technicznych. Jest zapoznany z wpływem jakości wykonania i eksploatacji pojedynczych ogniw na koszty ekonomiczne i bezpieczeństwo eksploatacji.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06, K_W08, K_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0320_U1
Potrafi zdobyć informacje o charakterystykach pracy określonych komponentów, a następnie przy pomocy specjalistycznych narzędzi zaprojektować prosty algorytm sterowania lub monitorowania stanu pracy określonych komponentów napędu wieloźródłowego. Zaprojektowany algorytm jest następnie odpowiednio udokumentowany.
Weryfikacja: Egzamin pisemny i ustny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U02, K_U03, K_U05, K_U07, K_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0320_U2
Potrafi przeprowadzić analizy wymagane do udowodnienia rozważanych kryteriów projektowych.
Weryfikacja: Egzamin. Sprawozdanie z ćw. lab.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U09, K_U15, K_U16
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka 1150-PE000-ISP-0320_K1
Umie pracować indywidualnie i w zespole.
Weryfikacja: Sprawozdanie z ćw. lab.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K03, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: