snížit spotřebu paliva Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA HYBRIDNÍ ELEKTROMOBILY ELEKTROMOBILY Cíle použití snížit spotřebu paliva snížit škodlivé exhalace optimalizovat pracovní režim spalovacího motoru Zvětšit akční rádius

TYPY HYBRIDNÍCH ELEKTROMOBILŮ Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA TYPY HYBRIDNÍCH ELEKTROMOBILŮ Sériový hybridní pohon Paralelní hybridní pohon Kombinovaný sériově-paralelní hybridní pohon Hybridní pohony s mechanickým děliče výkonu Hybridní pohony s elektrickým děličem výkonu

Sériový hybridní pohon Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Sériový hybridní pohon spalovací motor může pracovat v optimálním pracovním bodě možnost brzdění rekuperací nižší účinnost přenosu výkonu

Hybridní vozidlo: Hyundai Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidlo: Hyundai Hybridní mikrobus vznikl ve spolu- práci s firmou ENOVAsystem Seriový hybridní pohon El. motor : 50KW Spal. Motor: euro 3 Ucelená řada el. agregátů: 30, 60, 90, 120 a 240kW http://www.enovasystems.com/ http://www.hyundai.com/

Hybridní vozidlo: Hyundai Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidlo: Hyundai Spalovací motor Řídící a výkonová elektronika Baterie NI-MH

Hybridní vozidlo: Hyundai Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidlo: Hyundai Spalovací motor

Paralelní hybridní přenos Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Paralelní hybridní přenos vysoká účinnost mechanické části možnost rekuperace zlepšené pracovní podmínky spalovacího motoru nízká účinnost elektrické části

CLICK HEV Hybridní vozidlo paralelní: Hyundai Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidlo paralelní: Hyundai CLICK HEV Motor: 1.6DOHC & BLDC 98kW Baterie: 6,4Ah/144V Ni-MH Převodovka: CVT Váha: 1076kg Rychlost max:188km/h Akcelerace 0-100km/h:10,9s

SANTA-FE EV Elektromobil: Hyundai Motor: AM 60kW Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Elektromobil: Hyundai SANTA-FE EV Motor: AM 60kW Baterie: 12Vx25 Ni-MH cca 50kWh Převodovka: - Váha: 1860kg Rychlost max:128km/h Akcelerace 0-100km/h:19s Dojezd: 160km Palubní nabíječ: 6,6kW/8h

Kombinovaný hybridní pohon přepínatelný Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Kombinovaný hybridní pohon přepínatelný Požadavek výkonu nízký vysoký sériový pohon paralelní pohon spojka rozpojena spojka sepnuta

Hybridní pohony s dělením výkonu Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Hybridní pohony s dělením výkonu - při daném výkonu může spalovací motor trvale pracovat s nejnižší spotřebou paliva - účinnost přenosu výkonu je vyšší než v případě sériového hybridního pohonu, protože část výkonu se na kola přenáší přímo mechanicky - oproti elektrickému přenosu lze docílit úspor i prostým dělením výkonu - elektromechanický přenos Možná řešení - s elektrickým děličem výkonu - s mechanickým děličem výkonu

Mechanický dělič výkonu Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Mechanický dělič výkonu - dělič výkonu tvoří diferenciální planetová převodovka (t.j. se dvěma stupni volnosti - oba elektrické stroje jsou běžné konstrukce se stojícími statory - jeden ze strojů má dutý rotor pro průchod hřídele

Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovsk, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie

Prius – hybrid Hybridní vozidla: Toyota 1997 Motor: 1,5l Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidla: Toyota Prius – hybrid 1997 Motor: 1,5l Baterie: Ni-MH Prodáno: 70 tis. kusů http://www.motormania.sk/art.ltc/178

Slovenská strela - 2 rychlé motorové vozy (Tatra, 1936) Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Nejedná se o hybridní pohon-pouze elektrický dělič výkonu Slovenská strela - 2 rychlé motorové vozy (Tatra, 1936) - použit elektrický dělič výkonu vyvinutý Ing. Josefem Sousedíkem - další generace elektromechanického přenosu vyvinuta po 2. světové válce

Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie

VÝKON KOMPONENT A JEHO DĚLENÍ SPALOVACÍ MOTOR elektrický přenos mech. přenos 100 % výkonu rychlost vozidla

AM NP AM NP MM ELM SP SG PM TM Základová deska ELEKTRICKÝ DĚLIČ VÝKONU Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA SUPERKONDENZÁTOR ELEKTRICKÝ DĚLIČ VÝKONU AM NP AM NP MM ELM SP SG PM TM Základová deska

ELEKTRICKÉ VLASTNOSTI VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Superkondenzátor ELEKTRICKÉ VLASTNOSTI - Nízké jmenovité napětí + Velká proudová zatížitelnost + Velký měrný výkon + Vysoký počet nabíjecích cyklů + Odolnost proti hlubokému vybití + Malé samovybíjení + Bezproblémová funkce při nízkých teplotách FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI + Uchování energie bez nutnosti její přeměny + Nízká hmotnost + Neobsahuje těžké kovy (Cd, Ni, Pb) + Odolnost proti otřesům a vibracím APLIKACE Doprava, automobilová technika Záložní zdroje el. energie

TOKY ELEKTRICKÉHO A MECHANICKÉHO VÝKONU Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA TOKY ELEKTRICKÉHO A MECHANICKÉHO VÝKONU

Electrical Power Split Device Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Electrical Power Split Device Electric transmission Mechanical transmission TRANSCOM 2001

Electrical Power Split Device Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Electrical Power Split Device Electric transmission Mechanical transmission TRANSCOM 2001

Electrical Power Split Device Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Electrical Power Split Device Electric transmission Mechanical transmission TRANSCOM 2001

Electrical Power Split Device Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Electrical Power Split Device Electric transmission Mechanical transmission TRANSCOM 2001

Electrical Power Split Device Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Electrical Power Split Device Electric transmission Mechanical transmission TRANSCOM 2001

Electrical Power Split Device Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Electrical Power Split Device Electric transmission Mechanical transmission TRANSCOM 2001

MĚŘENÍ ÚČINNOSTI VÝMĚN ENERGIE ZE SUPERKAPACITORU Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA MĚŘENÍ ÚČINNOSTI VÝMĚN ENERGIE ZE SUPERKAPACITORU

Block diagram of stand for supercapacitor charging and discharging Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Block diagram of stand for supercapacitor charging and discharging efficiency measurement

Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA

Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Průběh energie ve stejnosměrném meziobvodu při pracovním cyklu superkapacitoru (Upoč=Ukonc)

he=energie získaná při vybíjení energie potřebná pro nabití Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Průběh energetických ztrát v závislosti na výkonu měřený v jednom cyklu vybití a nabití superkapacitoru pro Napětí meziobvodu 500V he=energie získaná při vybíjení energie potřebná pro nabití

he=energie získaná při vybíjení energie potřebná pro nabití Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Průběh energetických ztrát v závislosti na výkonu měřený v jednom cyklu vybití a nabití superkapacitoru pro Napětí meziobvodu 200 V Průběh účinnosti he=energie získaná při vybíjení energie potřebná pro nabití

Účinnost měniče DC/DC v závislosti na výkonu Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Účinnost měniče DC/DC v závislosti na výkonu a napětí meziobvodu

Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA

MĚŘENÍ ÚČINNOSTI REKUPERACE DO SUPKAP A ZE SUPKAP PŘI BRZDĚNÍ Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA MĚŘENÍ ÚČINNOSTI REKUPERACE DO SUPKAP A ZE SUPKAP PŘI BRZDĚNÍ

SAMPLES OF SOME RESULTS VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha SAMPLES OF SOME RESULTS Efficiency of particular component Regenerative braking efficiency

Použitá literatura: J.Bašta: Teorie elektrických strojů. NČSAV 1957. Pavelka, Čeřovský, Javůrek: Elektrické pohony, ČVUT 1999 Čeřovský: A complete mathematical model of a self-controlled synchronous machine with amature induced voltage commutation. Acta Technica ČSAV 1977 No 4 str 413-443 L. Kopecký: Reluktanční motor a elektromobil. 2008 SRM a elektromobil. J.Gieras, M.Wing: Permanent magnet motor technology, Marcel Dekker, 2002. Čeřovský: Ventilový synchronní motor Studie ČSAV 1981

DĚKUJI ZA POZORNOST

“ The Answer for Clean Mobility” Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA EVS 19 “ The Answer for Clean Mobility” October 19- 23, 2002, BEXCO, Busan, Korea Ing. Zdeněk Halámka

LG, ENOVAsystems a další……. Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Vystavovatelé: Hyundai Mazda Yamaha Toyota DaimlerChrysler PSA LG, ENOVAsystems a další…….

Hybridní vozidlo: Hyundai Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidlo: Hyundai Hybridní mikrobus vznikl ve spolu- práci s firmou ENOVAsystem Seriový hybridní pohon El. motor : 50KW Spal. Motor: euro 3 Ucelená řada el. agregátů: 30, 60, 90, 120 a 240kW http://www.enovasystems.com/ http://www.hyundai.com/

Hybridní vozidlo: Hyundai Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidlo: Hyundai Spalovací motor Řídící a výkonová elektronika Baterie NI-MH

Hybridní vozidlo: Hyundai Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidlo: Hyundai Spalovací motor El. motor

CLICK HEV Hybridní vozidlo: Hyundai Motor: 1.6DOHC & BLDC 98kW Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidlo: Hyundai CLICK HEV Motor: 1.6DOHC & BLDC 98kW Baterie: 6,4Ah/144V Ni-MH Převodovka: CVT Váha: 1076kg Rychlost max:188km/h Akcelerace 0-100km/h:10,9s

SANTA-FE EV Elektromobil: Hyundai Motor: AM 60kW Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Elektromobil: Hyundai SANTA-FE EV Motor: AM 60kW Baterie: 12Vx25 Ni-MH cca 50kWh Převodovka: - Váha: 1860kg Rychlost max:128km/h Akcelerace 0-100km/h:19s Dojezd: 160km Palubní nabíječ: 6,6kW/8h

SANTA-FE FCEV Elektromobil s palivovým článkem: Hyundai Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Elektromobil s palivovým článkem: Hyundai SANTA-FE FCEV Řídící elektronika Palivový článek Nádrž na vodík Elektromotor

Hybridní vozidla: Toyota Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidla: Toyota El. motor Pro zadní nápravu Baterie Řídící jednotka Spalovací motor Elektrický motor

Estima - hybrid Hybridní vozidla: Toyota Motor: 2,4l 5,6l/100km Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidla: Toyota Estima - hybrid Motor: 2,4l 5,6l/100km Baterie: Ni-MH Prodáno: 5886 kusů http://www.motormania.sk/art.ltc/178

Prius – hybrid Hybridní vozidla: Toyota 1997 Motor: 1,5l Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidla: Toyota Prius – hybrid 1997 Motor: 1,5l Baterie: Ni-MH Prodáno: 70 tis. kusů http://www.motormania.sk/art.ltc/178

Prius – hybrid Hybridní vozidla: Toyota Dělič výkonu Generátor Měnič Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidla: Toyota Dělič výkonu Generátor Měnič Motor Baterie El.motor Redukční převodovka Mech. Cesta El. cesta Prius – hybrid 1997 Transmise

Hybridní vozidla: Toyota Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidla: Toyota

PHEV Ostatní: www.energine.com Max rychlost: 120km Motor: 0,8l Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Ostatní: PHEV Max rychlost: 120km Motor: 0,8l Výkon:75HP Váha. 1310kg Baterie: NI-MH 288V 720kg Množství vzduchu: 40kg/100l www.energine.com

PHEV Ostatní: www.energine.com Max rychlost: 120km Motor: 0,8l Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Ostatní: PHEV Max rychlost: 120km Motor: 0,8l Výkon:75HP Váha. 1310kg Baterie: NI-MH 288V 720kg Množství vzduchu: 40kg/100l www.energine.com

Nissaní: Hypermini EV ELEKTROMOBIL Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Nissaní: Hypermini EV ELEKTROMOBIL Max rychlost: 100km Motor: Synchronní Baterie: LI-on Dojezd: 65km max115km Nabíjení: Induktivni 4h www.nissanusa.com

Nissan: Xterra FCV www.nissanusa.com Max rychlost: 120km Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Nissan: Xterra FCV Max rychlost: 120km Motor: Synchnní Výkon: 75kW Baterie: LI-ON Palivový článek www.nissanusa.com

www.gemcar.com www.powerzinc.com CENTURY ZINCTEC ELECTRIC: GEM-825 Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA CENTURY ZINCTEC ELECTRIC: GEM-825 Max rychlost: 40km Motor: 72V Výkon:75HP Váha. 500kg Baterie: Zinek-vzduch Má být k dispozici v 2003 www.gemcar.com www.powerzinc.com

Automobilová elektronika na 42V Používání systému s motorgenerátorem Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Konference EVS19 Aktuální trendy: Automobilová elektronika na 42V Používání systému s motorgenerátorem Budoucnost: Hybridní pohony Palivové články Superkondenzátory Nové druhy baterií www.EVS19.org

FYZIKÁLNÍ MODEL HYBRIDNÍHO POHONU Pavel Mindl Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka ČVUT FEL Praha

Pohon s elektrickým děličem výkonu

Mechanické charakteristiky pohonu “spalovacího” motoru

VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha UltraCap 100 F / 56 V

VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha UltraCap 2700 F / 2.3 V