snížit spotřebu paliva

Prezentace na téma: "snížit spotřebu paliva"— Transkript prezentace:

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

2 Mechanický přenos výkonu
Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha Čeřovský, Z., Flígl, S., Hanuš, P., Mindl, P. : Hybridní pohony a hybridní přenosy energie Mechanický přenos výkonu vysoká účinnost přenosu výkonu (nedochází k přeměně energie) spalovací motor nemůže trvale pracovat v optimálním pracovním bodě během rozjezdu nelze plně využít výkonu spalovacího motoru

3 Katedra elektrických pohonů a trakce K 314 - ČVUT Praha
VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Moment 5 x účinnost

4 TYPY HYBRIDNÍCH ELEKTROMOBILŮ
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

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

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

7 Kombinovaný hybridní pohon přepínatelný
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

8 Hybridní pohony s dělením výkonu
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

9 Mechanický dělič výkonu
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

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

11

12 Prius – hybrid Hybridní vozidla: Toyota 1997 Motor: 1,5l
Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Hybridní vozidla: Toyota Prius – hybrid 1997 Motor: 1,5l Baterie: Ni-MH Prodáno: 70 tis. kusů

13 Slovenská strela - 2 rychlé motorové vozy (Tatra, 1936)
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

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

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

16 FYZIKÁLNÍ MODEL HYBRIDNÍHO POHONU ČVUT FEL K13114 LAB26 Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka ČVUT FEL Praha

17 AM NP AM NP MM ELM SP SG PM TM Základová deska ELEKTRICKÝ DĚLIČ VÝKONU
Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

18

19

20

21 AM NP AM NP MM ELM SP SG PM TM Základová deska SuperCapacitor
Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA SuperCapacitor AM NP AM NP MM ELM SP SG PM TM Základová deska

22

23 AM NP AM NP MM ELM SP SG PM TM Základová deska SuperCapacitor
Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA SuperCapacitor AM NP AM NP MM ELM SP SG PM TM Základová deska

24

25 NP MM ELM SP AM SG PM Základová deska SuperCapacitor
Katedra elektrických pohonů a trakce K ČVUT Praha VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Základová deska MM AM NP ELM SP SG PM SuperCapacitor

26 Pohon s elektrickým děličem výkonu

27 Mechanické charakteristiky pohonu “spalovacího” motoru

28 ELEKTRICKÉ VLASTNOSTI
VÝZKUMNÉ CENTRUM JOSEFA BOŽKA Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

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

30 Electrical Power Split Device
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

31 Electrical Power Split Device
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

32 Electrical Power Split Device
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

33 Electrical Power Split Device
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

34 Electrical Power Split Device
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

35 Electrical Power Split Device
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

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

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

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

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

40 he=energie získaná při vybíjení energie potřebná pro nabití
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

41 he=energie získaná při vybíjení energie potřebná pro nabití
Katedra elektrických pohonů a trakce K 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

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

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

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

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

46 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 L. Kopecký: Reluktanční motor a elektromobil SRM a elektromobil. J.Gieras, M.Wing: Permanent magnet motor technology, Marcel Dekker, 2002. Čeřovský: Ventilový synchronní motor Studie ČSAV 1981

47 DĚKUJI ZA POZORNOST