Download
1 / 20
200 likes | 337 Views
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon. Johan Lundin Uppsala Universitet. Projektnr : 36396-1 Huvudstödmottagare : Avdelningen för elektricitetslära, Uppsala universitet Program : SHC, tema 2 och 3 Stödsumma : 1 833 tkr. Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon.
E N D
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Johan LundinUppsala Universitet • Projektnr: 36396-1 • Huvudstödmottagare: Avdelningen för elektricitetslära, Uppsala universitet • Program: SHC, tema 2 och 3 • Stödsumma: 1 833 tkr
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Vad är problemet? • Höga effekttoppar • Låg medeleffekt • Många mikrocykler • Många tillämpningar
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Varför denna lösning? • Batteriet laddar ur med konstant låg effekt • Svänghjulet tar hand om alla effekttoppar
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Hur? Det enda som går att reglera när svänghjulet väl är byggt är hastigheten (energi) och därmed också accelerationen (effekt).
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Drivlina i labbet Systemets hjärna ”Batteri” Styrning av magnetlager Motor som simulerar körcykel Kraftelektronik Drivmotor Svänghjul 3 Svänghjul 1
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Projektmål • Design och konstruktion av en drivlina för ett elfordon kapabel att hantera effekter upp till 60 kW • Design och konstruktion av en lågviktsvakuumkammare för minimering av svänghjulsförluster • Design och konstruktion av ett mätsystem som kan hantera spänningar upp till 1 kW • Demonstration av systemet i ett elfordon med total verkningsgrad för återvinning av bromsenergi över 60% • Verifiering av nyttan med svänghjul med avseende på energieffektivitet för ett batteridrivet elfordon med toppeffekt för batteri mindre än 40% av körcykelns toppeffekt (d.v.s. energibufferten i svänghjul kan skydda batteriet från toppeffekter) • Verifiering av ökad räckvidd vid stadskörcykler med minst 10%
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Projektmål – status • Design och konstruktion av en drivlina för ett elfordon kapabel att hantera effekter upp till 60 kW Drivlinan är designad och konstruerad från ”batteri” till motor som simulerar körcykler (jfr bilden på lab-uppställningen). Kraftelektroniken klarar 90 kW per enhet. Svänghjulet är designat för 30 kW kontinuerlig effekt (så länge energin räcker!) men klarar betydligt mer under kortare stunder.
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Projektmål – status • Design och konstruktion av en lågviktsvakuumkammare för minimering av svänghjulsförluster Leverantör (Swerea SICOMP) är kontaktad och står beredd att tillverka vakuumkammaren.
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Projektmål – status • Design och konstruktion av ett mätsystem som kan hantera spänningar upp till 1 kW Färdigt! Vi använder Hall-sensorer direktmonterade på mätkort för strömmätning. Detta gör att mätsystemet blir robust (okänsligt för störningar) och galvaniskt isolerat.
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Projektmål – status • Demonstration av systemet i ett elfordon med total verkningsgrad för återvinning av bromsenergi över 60% Demonstrerat i simuleringar. Återstår att visa experimentellt. Verkningsgrad för bromsenergiåtervinning är ett luddigt begrepp!
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Projektmål – Status • Verifiering av nyttan med svänghjul med avseende på energieffektivitet för ett batteridrivet elfordon med toppeffekt för batteri mindre än 40% av körcykelns toppeffekt (d.v.s. energibufferten i svänghjul kan skydda batteriet från toppeffekter) Demonstrerat i simuleringar. Återstår att visa experimentellt. 40% borde kunna – åtminstone – halveras till 20%. Simuleringar visar att batterieffekten kan minska med en faktor 10!
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Projektmål – Status • Verifiering av ökad räckvidd vid stadskörcykler med minst 10% Demonstrerat i simuleringar. Återstår att visa experimentellt. 10% är en konservativ räckviddsökning. Räckvidden kan – i extremfallet – fördubblas!
Fullskalig energieffektiv drivlina för elfordon Tack för visat intresse! För mer information, kontakta oss på: URL: www.el.angstrom.uu.se Mejl: Johan.Lundin@angstrom.uu.se Tel: 0708-328720
HISTORYThe Gyrobus (MFO) - 1952 • Rotor: 1.6 m (diam.) and 1500 kg • 52 kW traction motor • 2100-3000 rpm (3.3 kWh useful energy) • 2-5 min charging time • Hydrogen-filled chamber at 0.7 bar • Losses > 10 kW
Modern Flywheel Systems Audi R18 e-tronquattro • Flywheel from GKN (WHP) • Electric transmission • Mechanical bearings, vacuum • Composite material • Won the 24 h Le-Mans endurance race 2012 and 2013 Volvo KERS, 2013 • Mechanical transmission (CVT) • Mechanical bearings, vacuum • Composite material • 25% more fuel efficient • Model S60 with additional 80 hp
Losses in the Flywheel • Magnetic bearings – 40 W constant loss • Air drag losses heavily dependent on the speed of the flywheel (see below) • Electric losses (resistive, eddy current etc.)
MiscMechanical Construction Winding of shell (Swerea SICOMP) The third time’s the charm… Assembly of rotor
