Разработка прогноза технологического развития отрасли гибридных автомобилей

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Сентября 2013 в 20:45, курсовая работа

Краткое описание

Целью курсовой работы является разработка прогноза развития отрасли гибридных автомобилей в долгосрочной перспективе. Цель данного исследования весьма актуальна, поскольку прогноз является единственной возможностью каким-либо образом предугадать будущее положение вещей и организовать экономическую политику таким образом, чтобы в кротчайшие сроки вывести основные предприятия и экономику в целом из кризисной ситуации, в случае ее возникновения.
В связи с данной целью можно выделить следующие задачи:
Дать характеристику отрасли как объекта прогнозирования, научно-технического и технологического развития;
Определить технологические факторы, а также лимиты и ограничения развития отрасли;
Составить среднесрочный прогноз развития автомобильной отрасли в долгосрочной перспективе.

Содержание

Введение 3
I. Определение отрасли 5
1.1. Отрасль Гибридных автомобилей 5
1.2. Признаки принадлежности к отрасли 6
1.3. Основной продукт отрасли 7
1.3.1. Особенности продукта, определяющие его инновационность 7
1.3.2. Тенденции создания экологически чистого автомобиля 9
1.4. Классификация основного продукта отрасли 11
1.5. Потребители данной отрасли 15
1.6. Основные требования потребителя к основному продукту и характеристика производителей 16
Выводы по I главе 19
II. Характеристика истории становления и развития отрасли и ее современное состояние 20
2.1. Этапы жизненного цикла основного отрасли и характеристика этапов. 20
2.2. Современное состояние отрасли 23
Выводы по II главе 24
III. Современная структура отрасли 25
3.1. Основные производители 25
3.2. Технические и технологические характеристики типового представителя класса 26
IV. Анализ инновационного потенциала отрасли: ключевые технологические факторы развития отрасли 29
4.1. Ключевые факторы для потребителя 29
4.2. Характеристика основных технологий производства 31
V. Анализ инновационного климата отрасли: лимиты и ограничения развития отрасли 34
VI. Оценка возможностей роста инновационной активности в отрасли. 36
Заключение 37
Список литературы 39

Скачать полностью (288.98 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Прикрепленные файлы: 1 файл

курсовая работа.docx

— 292.46 Кб (Скачать документ)

Научно-технические  тенденции заключаются в уменьшении расхода топлива и снижении вредных выбросов, разработке сверхлегкого автомобиля, повышении безопасности, качества, надежности и долговечности, а также в развитии интеллектуальных автомобильно-дорожных систем.

В таблице представлено развитие технико-технологических параметров первого и самого успешного гибрида Prius (табл. 10).

Таблица 10 - Развитие технико-технологических параметров автомобиля

Toyota Prius

Характеристика

Модель

Prius-1

Prius-1.5

Prius-2

Prius-3

Prius-3

Начало продаж

1997

2000

2003

2009

2010

Батарея

Время полной зарядки от сети 220V

90 минут

Ёмкость, Ампер-час

6

6,5

6,5

6,5

6,5

Масса, кг

57

50

45

45

n/a

Суммарное напряжение, В

288

273,6

201,6

201,6

201,6

Электро-двигатель

Мощность, кВт

30

33

50

60

60

Бензиновый

Мощность, л.с.

58

72

76

99

n/a

Макс. обороты, об/мин

4000

4500

5000

5200

n/a

Объём, л

1,5

1,5

1,5

1,8

1,8

Синергетический режим

Мощность, л.с.

78,86

99,25

111,52

136

136

Разгон от 0 до 100 км/ч, с

15,5

13,4

10,9

10,4

10,4

Максимальная скорость (на электро-двигателе), км/ч

160 (40)

160 (40)

180 (60)

180 (70)

n/a

Выхлоп СО2 г/км

?

?

104

90

89

Расход топлива на 100 км, л 

5,1

5,1

5,1

5,1

3,7


 

Анализируя данные, представленные в таблице  можно сделать вывод, что с каждым новым автомобилем  модельного ряда Prius совершенствуются не только стандартные параметры, такие как разгон до 100 км/ч или количество лошадиных сил, но и «экологические» характеристики – мощность электродвигателя и количество выхлопных газов, на чём и делают наибольший акцент производители гибридных автомобилей.

4.2. Характеристика основных технологий производства

 

Как было указано раннее основной технологией отрасли гибридных автомобилей является совмещение двух типов двигателей. В данной работе рассматривается совмещение ДВС и электродвигателя. Это может достигаться тремя путями подключения трансмиссии, которые были описаны в первой главе. Поскольку все 3 типа описывались в 3-ей главе, в данном пункте приведу в таблице только преимущества и недостатки каждого из типов трансмиссии (табл. 11).

 

Таблица 11 – Преимущества и недостатки различных типов трансмиссий

Типы трансмиссий

Последовательная

Параллельная

Последовательно-параллельная.

Преимущества

Отсутствие механической трансмиссии, снижение удельного расхода  топлива и токсичности отработавших газов за счет стабилизации режимов работы двигателя внутреннего сгорания по мощности и частоте вращения.

Преимуществом такого варианта следует определить некоторое упрощение  трансмиссии двигателя внутреннего  сгорания, а также более высокий

КПД передачи энергии от ДВС к ведущим колесам, по сравнению  с последовательной схемой, и возможность  применения одного тягового электрического двигателя вместо двух или четырех.

Гибридные автомобили, собранные  по последовательно-параллельной схеме, комплектуются, как правило, более  мощными электрическими двигателями, поэтому способны осуществлять движение, как в комбинированном режиме, так и только на электрической  тяге, что существенно повышает экологическую  чистоту автомобиля, особенно в городском  цикле.

Экономию топлива и  экологическую частоту автомобиля можно повысить еще за счет периодического выключения ДВС, например, на остановках,

при торможении, движении на малых скоростях и движении по инерции.

Недостатки

Уменьшение эффективности  и КПД за счет двойного преобразования энергии: механическая энергия ДВС - электрическая энергия генератора или аккумулятора - механическая энергия  электродвигателя.

Обязательные осложнения электрической трансмиссии для  обеспечения подвода мощности от тяговой электрической машины, при  торможении и движении под уклон  по инерции тоже переходит в генераторный режим генератора, обеспечивая рекуперацию  механической энергии торможения.

  

 

Однако, наибольшую роль по совмещению в автомобиле ДВС и электродвигателя берёт на себя гибридная силовая установка. Гибридная силовая установка автомобиля включает следующие основные компоненты: тяговые двигатели, источники энергии, преобразователи энергии, системы управления, преобразователи напряжения, делитель механической мощности. Рассмотрим каждый из этих компонентов в отдельности (табл. 12).

 

Таблица 12 – Ключевые компоненты и характеристики гибридной силовой установки

Ключевые компоненты гибридной  установки

Характеристика

Тяговые двигатели

Как правило, это ДВС в  сочетании с одним или несколькими  обратными электрическими машинами, Пневмодвигатели, или другими источниками  механической энергии.

Источники энергии

Могут быть самыми разнообразными. Приведем несколько из них. Химическая энергия топлива (бензин, дизельное топливо, пропан, бутан и др.) в ДВС преобразуется в механическую энергию движения автомобиля. Химическая энергия накопителей электрической энергии (аккумуляторы конденсаторы, молекулярные накопители энергии, топливные элементы и другие источники) в электрических двигателях превращается в механическую энергию движения автомобиля. Механическая энергия, накопленная в баллонах высокого давления, в пневматических двигателях превращается в механическую энергию движения автомобиля. Механическая энергия маховика, который разгоняется электрическим двигателем, превращается в механическую энергию движения автомобиля.

Преобразователи энергии

Преобразуют энергию из одного вида в другой. Например генераторная установка предназначена для преобразования механической энергии ДВС в электрическую энергию для питания тяговых электродвигателей и (или) заряда аккумуляторной батареи. Стартер-генератор используется также для автоматического пуска ДВС, т.е. преобразует электрическую энергию в механическую.

Система управления

Согласовывает работу всех компонентов гибридной силовой установки. Система управления включает источники информации (датчики) о внутреннем и внешнем состоянии гибридной силовой установки, исполнительные устройства и непосредственно устройство управления с соответствующими алгоритмами и программами обработки информации.

Преобразователь напряжения

Включает конвертор и  инвертор. Конвертер преобразует (обычно снижает) переменное напряжение в постоянное напряжение для согласования переменного напряжения генератора с постоянным напряжением аккумуляторной батареи. Инвертор преобразует (обычно повышает) постоянное напряжение аккумулятора в напряжение питания электрического двигателя и генератора, который используется в качестве стартера.

Делитель механической мощности

Представляет собой, как  правило, планетарный механизм, применяется  для согласования работы ДВС, генератора и электрического двигателя на разных режимах работы гибридной силовой установки.


 

Так же в Приложении   1 проведена сравнительная характеристика ведущих гибридных автомобилей, в котором описаны краткие технические особенности продукции и характеристика каждого из трех производителей. 

V. Анализ инновационного климата отрасли: лимиты и ограничения развития отрасли

 

Гибридные автомобили имеют  относительно больший вес, они сложнее  и дороже традиционных автомобилей  с двигателями внутреннего сгорания (США пытаются решить проблему дороговизны  налоговыми льготами). Аккумуляторные батареи имеют небольшой диапазон рабочих температур, подвержены саморазряду. Кроме того, они дороже в ремонте. Опыт США говорит, что автомеханики берутся за ремонт гибридных автомобилей  с большой неохотой.

Одним из основных лимитов  развития является невозможность создания адаптивных трансмиссий, способных работать в широком диапазоне передаточных отношений. Наиболее перспективные, механические, гибриды не могут на данном этапе составить конкуренцию электрическим гибридам.

 Хоть и в меньшей  степени, чем электромобили, гибридные  автомобили подвержены проблеме утилизации аккумуляторов. Влияние выбрасываемых аккумуляторов на окружающую среду, по-видимому, никто не исследовал. В некоторых гибридных автомобилях аккумуляторы вообще не предусмотрены (например, в ё-мобиле). Стоит добавить, что по результатам исследований учёных, автомобиль, в случае аварии, с расколовшимся от удара аккумулятором может устроить мини-экологическую катастрофу, в связи с тем, что аккумуляторы часто ядовитые компоненты (например, свинец или литий).

Своего рода социальным ограничением является потенциальная опасность для пешеходов. Американский институт по оценке ущерба на дорогах опубликовал исследование, согласно которому гибриды опаснее для пешеходов, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Причиной повышенной опасности гибридов для пешеходов является их бесшумность в режиме работы от электродвигателя. Согласно опубликованной статистике аварийности, наезды гибридных автомобилей на пешеходов происходят на 20 % чаще, а степень урона выше. Для решения этой проблемы предлагается оснащать гибридные автомобили генератором звукового сигнала, который на небольших скоростях (до 30 км/ч) будет имитировать звук работающего двигателя внутреннего сгорания. Подобный генератор ставится с 2010 года на Toyota Prius. Сейчас требования к наличию звукового генератора у гибридных и электрических машин узаконены только в Японии. В конце 2011 года президент США Барак Обама дал указание Национальной администрации безопасности дорожного движения решить эту проблему в США в течение ближайших трёх лет.

 

Таблица 13. Факторы позитивного и негативного характера внешней среды отрасли гибридных автомобилей.

Фактор внешней среды

Характер факторов

позитивные

негативные

Технологические

– использование современных  энергоносителей и материалов; 

– экологичность;

– новые технические возможности  для повышения скоростей движения

– повышение грузоподъемности автомобилей;

– применение новых энергоносителей 
на других видах транспорта;

   
   

Экономические

– устойчивый экономический  рост в России, ускорение экономического развития отдаленных регионов;

– улучшение конъюнктуры  
финансового и инвестиционного рынков;

– рост реальных доходов  населения, снижение безработицы;

– высокая конъюнктура  на мировых сырьевых рынках

– опережающий рост цен  в отраслях  
экономики, поставляющих продукцию для компании;

– недостаточность производственных мощностей и монополизм

поставщиков продукции для компании;

– укрепление национальной валюты  
(для экспортных перевозок)


 

 

 

 

 

 

 

 

 

VI. Оценка возможностей роста инновационной активности в отрасли.

 

Для того, чтобы проанализировать возможности роста инновационной активности нужно рассчитать интегральный коэффициент инновационной активности по формуле:

Ки =1/7*∑аi,

где аi – параметр инновационной активности.

 

Параметры оцениваются по пятибалльной шкале:

    1. Качество инновационной политики в отрасли:

Инновационное развитие гибридной  отрасли  оценивается по политике, которую ведут и разрабатывают  ведущие компании-производители  автомобильной промышленности, насколько  дальновидны их планы, как выполнение их сказывается на качестве производимой продукции

В связи с наличием конкретной инновационной политики в данной отрасли, параметр можно оценить  в 5 баллов.

    1. Уровень мобилизации инновационного  потенциала:

Данный параметр включает в себя анализ способности руководства  использовать все преимущества и  сильные стороны отрасли, учитывая это, его можно оценить в 3 балла.

Информация о работе Разработка прогноза технологического развития отрасли гибридных автомобилей