Seminar mehatronike:

1. Seminar mehatronike: Študija energijske bilance električnega vozila Avtorji: • Damir Mejrić Mentorji: • Damjan Tehovnik prof. dr. Karel Jezernik • Dalibor Rižnar univ.dipl.ing. Evgen Urlep

2. Vsebina projekta: • Študija alternativnih pogonov in vozil • Študija gorivnih celic • Prijava na razpis Ministrstva za okolje in prostor RS(Študija in promocija okolju prijaznih vozil) • Zasnova programske in strojne opreme za zajemanje in obdelavo podatkov • Matematični model dinamike električnega avtomobila in vira energije – akumulatorja • Izvedba meritev v električnem vozilu Škoda Pick up

3. Opravljene študije: • Alternativna goriva • Biodiesel • Etanol – Biodiesel ali E – Biodiesel • Elektrika • Etanol • Vodik • Metanol • Naravni plin (v tekočem in plinastem agregatnem stanju) • Propan • P-serija (ang. P-series) • Sončna energija • Alternativna vozila in viri energije

4. Gorivne celice: • Vrste: • Fosforno – kislinska GC(η >40%, najbolj razširjena, td=220°C, uporaba pare) • Proton Exchange Membrane (PEM) GC (η~45%, hitri zagon, td=110°C) • GC s stopljenim karbonatom ( td=670°C, η>60%) • GC s trdnim oksidom (td=1000°C, η>60%, zelo draga in nestabilna, uporaba pare ) • Alkalne GC (NASA, η~70%, izredno draga) • Direct Methanol GC (η~40%, td=90°C,) • Regenerativne GC (NASA, vodo loči na vodik in kisik) • Sistem za zajemaje podatkov: • Prenosni računalnik – serijski port • Podatkovni Izhod iz krmilnika avtomobila • Program za zajemanje podatkov - LabVieW

5. Blok shema elekričnega pogona:

6. Energijski model električnega vozila:

7. MODEL AKUMULATORJA • V0 = izvor (akumulator) • Rd = praznjenje • Rc = polnjenje

8. SIMULINK MODEL • 2 veji: • -polnjenje • -praznjenje • Stikalo, ki se preklaplja ob pogoju: u(2)*(u(1)>0)) polnjenje • In ob pogoju u(2)*(u(1)<=0)) praznjenje

9. Cilji zajemanja podatkov • Zajemati potrebne podatke za prikaz • Sprotna obdelava zajetih podatkov • Zajete podatke shraniti za kasnejšo obdelavo (izračuni, MATLAB) • Podatki za polnjenje akumulatorjev in vožnjo se shranjujejo v različni datoteki

10. Zajemanje podatkov • Električni avtomobil ima vgrajen krmilnik pogonskega motorja • Komunikacija po serijskem vodilu • Prenosni računalnik z inštaliranim paketom LABVIEW 7 SE • Podajanje podatkov je različno za vožnjo in polnjenje akumulatorjev • Hitrost komunikacije je nastavljena na 34000 Bd • Podatki prihajajo v “paketih” • Ločena programa za režima polnjenja akumulatorjev in vožnje

11. Zajemanje podatkov • Paket podatkov pri polnjenju: q10= +3997 q11= +3949 time_u2= 66857 time_u1= 46799 time_i0= 18 time_i2= 46806 time_imin=100284 STANJE=1 udej=131.76 uref=142.70 ik1= 2294 tok=14.03 Takum=21.24 Tregul=26.11

12. Zajemanje podatkov • Paket podatkov pri vožnji: Tel= 15.4 udc= 119.1 i= 132.0 .7 w_slip= -4.0usd= 1.7 usq= 42.2 us= 41.2 w_m= 290.7 w_stat= 590.4 w_slip= 8.3 usd= -4.7 usq= 62.5 us= 63.9 eco_potenciometer= 1021 brake_pedal= 9 accelerator_pedal= 343 temp_motor=17.46 temp_controller=25.03 temp_battery= 0.00

13. Zajemanje podatkov Blokovna shema programa za zajemanje podatkov med polnjenjem akumulatorjev:

14. Zajemanje podatkov Podatki, ki jih zajemamo v režimu polnjenja: • Stanje • Tok • Dejanska napetost • Referenčna napetost • Temperatura akumulatorjev • Temperatura regulatorja

15. Zajemanje podatkov Komandna konzola za polnjenje akumulatorjev:

16. Zajemanje podatkov Blokovna shema programa za zajemanje podatkov med vožnjo:

17. Zajemanje podatkov Podatki, ki jih zajemamo v režimu polnjenja: • Stanje • Tok • Dejanska napetost • Referenčna napetost • Temperatura akumulatorjev • Temperatura regulatorja

18. Zajemanje podatkov Komandna konzola za vožnjo:

19. Rezultati 2348.565000 7.000000 15.000000 126.000000 19.400000 5.000000 56.900000 9.000000 1:06:01 2348.782000 9.000000 15.100000 126.000000 23.300000 5.000000 76.000000 9.000000 1:06:01 2348.860000 10.800000 16.300000 126.200000 27.700000 6.000000 55.000000 9.000000 1:06:01 2349.004000 12.600000 20.800000 126.200000 33.900000 8.000000 69.000000 10.400000 1:06:01 2349.151000 15.400000 21.800000 125.300000 39.500000 8.000000 76.700000 10.800000 1:06:02 2349.302000 17.000000 21.900000 125.400000 42.700000 8.000000 89.300000 11.200000 1:06:02 2349.449000 20.400000 21.800000 125.400000 49.600000 8.000000 77.300000 11.800000 1:06:02 2349.602000 24.000000 21.800000 125.300000 56.900000 8.000000 88.300000 12.300000 1:06:02 2349.747000 26.500000 20.700000 125.400000 61.100000 8.000000 82.900000 12.500000 1:06:02 2349.899000 29.100000 17.600000 125.200000 64.500000 6.000000 78.600000 12.500000 1:06:02 2350.044000 30.600000 12.900000 125.700000 66.000000 4.000000 55.600000 12.200000 1:06:02 2350.197000 35.500000 12.500000 125.400000 73.900000 4.000000 69.600000 12.800000 1:06:03 2350.345000 35.900000 12.300000 125.500000 76.600000 4.000000 58.500000 13.100000 1:06:03 2350.501000 37.500000 12.400000 125.400000 77.900000 4.000000 61.200000 13.000000 1:06:03 2350.652000 38.200000 12.500000 125.900000 81.300000 4.000000 67.500000 13.300000 1:06:03 2350.822000 40.400000 12.300000 126.000000 85.700000 4.000000 59.900000 13.900000 1:06:03 2350.974000 42.700000 12.400000 125.200000 90.200000 4.000000 54.400000 14.000000 1:06:03 2351.125000 45.000000 12.400000 125.300000 95.400000 4.000000 66.400000 14.600000 1:06:04 2351.282000 45.700000 12.200000 125.600000 96.200000 4.000000 71.600000 14.700000 1:06:04 2351.440000 48.900000 12.400000 125.500000 101.900000 4.000000 60.900000 15.600000 1:06:04 2351.589000 48.500000 12.400000 125.300000 101.900000 4.000000 68.700000 15.600000 1:06:04 2351.746000 52.100000 12.800000 125.200000 108.900000 4.000000 63.900000 16.000000 1:06:04 2351.904000 53.000000 12.500000 125.500000 110.900000 4.000000 70.800000 16.600000 1:06:04 2352.061000 55.900000 12.300000 125.300000 117.800000 4.000000 70.300000 17.000000 1:06:04 2352.222000 57.600000 12.600000 125.200000 119.900000 4.000000 63.200000 17.600000 1:06:05 2352.379000 59.900000 12.400000 125.400000 124.600000 4.000000 69.700000 18.000000 1:06:05 2352.538000 61.300000 12.300000 125.400000 129.200000 4.000000 65.600000 18.200000 1:06:05 2352.695000 64.000000 12.700000 125.000000 131.500000 4.000000 69.300000 18.900000 1:06:05 2352.854000 67.300000 12.200000 125.100000 139.400000 4.000000 67.700000 19.100000 1:06:05

20. Rezultati Primer karakteristike polnjenja:

21. Rezultati Primer karakteristike mestne vožnje:

22. Rezultati Detajl iz karakteristike mestne vožnje:

23. Zaključek: • Raziskali smo možnosti alternativnih pogonov – goriv, ki so trenutno dosegljivi v svetu • Obdelali smo teoretično ozadje električnega vozila • Spoznali smo delovanje električnega pogona od akumulatorja do menjalnika električnega vozila • Določitev veličin potrebnih za merjenje porabe energije električnega vozila – (IDC, UM, IM, RN) • Nadaljevanje v naslednjem semestru: • Simulacije dobljenih matematičnih modelov: • Model električnega vozila – energijski model vozila • Model akumulatorja • Praktična potrditev simulacij v vozilu Škoda Pick – up • Izdelava in vgradnja potovalnega računalnika v vozilo Škoda Pick – up.