Hybridní vozy a elektromobily 7. přednáška

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Hybridní vozy a elektromobily 7. přednáška"

Ilona Marková
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Hybridní vozy a elektromobily 7. přednáška Jan Koprnický TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/ řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v

2 Obsah předchozí prednášky Hybridní vozy a elektromobily řízení a měření 2 / 30 1 Systémy hnacího ústrojí 2 Systémy bezpečnostní 3 Systémy komfortní 4 Systémy multimediální a telematické

3 Hybridní vozy a elektromobily řízení a měření 3 / 30 Obsah dnešní prednášky 1 Hybridní vozidla 2 Elektromobily

4 Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 4 / 30 Hybridní vozidla 1 Hybridní vozidla Akumulátory elektrické energie Konstrukční uspořádání Mikrohybridní pohony Paralelní pohony Sériové pohony Smíšené pohony Příklady vozů Shrnutí

elektrické energie Konstrukční uspořádání Mikrohybridní pohony

5 Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 5 / 30 Hybridní vozidla K pohonu využity dva zdroje energie (nejčastěji spalovací motor (SM) + elektrický motor (EM)) Princip hybridního vozidla Umožňují rekuperaci energie (šetření paliva až 20 %) Možnost krátkodobého zvýšení výkonu (SM + EM) Krátký provoz jen elektromotorem (systém STOP & GO, ISG (Inteligent Stop Go), KERS (Kinetic Energy Recovery System)) Možnost kontinuální změny převodového poměru (optimální režim pro SM) Skladování energie v akumulátorech jen na krátký provoz Elektrochemické akumulátory (baterie) Elektrostatické akumulátory (UCAP) Magnetodynamické akumulátory (setrvačník)

jen elektromotorem (systém STOP & GO, ISG (Inteligent Stop Go), KERS (Kinetic Energy Recovery System)) Možnost kontinuální změny převodového poměru (optimální režim

6 Akumulátory elektrické energie Tabulka vlastností akumulátorů Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 6 / 30 Akumulátor Kapacita Výkonová Životnost Životnost zatižitelnost [cyklů] [roků] Pb střední malá malá 3 4 NiMH velká střední střední 4 8 Li-Ion velká střední velká 10 Ultrakapacitory malá vysoká velmi vysoká stejná jako životnost vozu

Životnost Životnost zatižitelnost [cyklů] [roků] Pb střední malá malá 3 4 NiMH velká

7 Konstrukční uspořádání Z hlediska vzájemného upořádání pohonů 1 Mikrohybridní 2 Paralelní 3 Sériové 4 Smíšené Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 7 / 30

8 Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 8 / 30 Mikrohybridní pohony Na výstupu klikové hřídele elektromotor/generátor Rekuperace energie Pomoc při roztáčení klikové hřídele V praxi není rozšířen (malá účinnost) SM spalovací motor, MG motorgenerátor, AP automatická převodovka, SO silové obvody, AKU akumulátory

při roztáčení klikové hřídele V praxi není rozšířen (malá účinnost) SM spalovací

9 Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 9 / 30 Paralelní pohony Přepínání mezi EM a SM Možnost pohonu jen EM Při akceleraci zvýšení výkonu EM + SM Př. Toyota, Lexus + Nedochází k zhoršení vlastností oproti provozu na SM Max. otáčky EM = max. otáčky SM Přítomnost převodovky Paralelní Princip VM spalovací motor, BA akumulátor, EL (M/G) elektromotor/generátor, SG převodovka

Toyota, Lexus + Nedochází k zhoršení vlastností oproti provozu na SM Max. otáčky EM = max.

10 Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 10 / 30 Sériové pohony SM běží neustále a nabíjí akumulátory Pohon kol elektromotory (elektrický přenos výkonu) Př. autobusy + Provoz SM v optimálním režimu + Není převodovka Vícenásobná přeměna energie Volvo VM spalovací motor, BA akumulátor, EL (M/G) elektromotor/generátor

11 Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 11 / 30 Smíšené pohony Kombinace paralelního a seriového uspořádání pohonů Optimalizace využití obou typů pohonů Dvě převodovky Konstrukční složitost VM spalovací motor, BA akumulátor, EL (M/G) elektromotor/generátor

Optimalizace využití obou typů pohonů Dvě převodovky Konstrukční

12 Příklady hybridních vozidel I Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 12 / 30 Osobní vozy. Toyota Prius I a II, Alessandro Volta Lexus GS 450h Audi Duo Mercedes-Benz S Classe Nissan PHPS (Parallel Hybrid Propulsion System) Honda Insight Mitsubishi GDI HEV Kia Ceed

Toyota Prius I a II, Alessandro Volta Lexus GS 450h Audi Duo

13 Příklady hybridních vozidel II Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 13 / 30 Autobusy. Mercedes-Benz OE 305E Neoplan N 8008 DES Volvo

14 Příklady hybridních vozidel Lexus GS 450h Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 14 / 30 Spalovací motor Baterie

15 Příklady hybridních vozidel Chrysler Aspen Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 15 / 30

16 Hybridní vozy a elektromobily Hybridní vozidla řízení a měření 16 / 30 Shrnutí Výhody Menší znečištění ovzduší Nižší spotřeba na delší vzdálenosti než u vozidel se spal. motorem Nevýhody Využití neúčinného spalovacího motoru (spal. motor 30 %) Vyšší cena Mnoho systémů Náročný servis Větší pravděpodobnost závady Výšší hmotnost

se spal. motorem Nevýhody Využití neúčinného spalovacího motoru (spal.

17 Hybridní vozy a elektromobily Elektromobily řízení a měření 17 / 30 Elektromobily 2 Elektromobily Historie Koncepce elektromobilů Elektromotory Akumulátory Příklady elektromobilů Shrnutí

18 Hybridní vozy a elektromobily Elektromobily řízení a měření 18 / 30 Historie Zpočátku konkurence vozidlům se spalovacím motorem. 80. léta 19. stol. H. Krieger (FR) el. drožky 1885 F. Křižík (AT) 2místný vozík se ss motorem 3 kw 1896 J. Lohner (AT) Sériové elektromobily Spolupráce s F. Porschem (hybridní pohon MIXTE = benzín + dynamo) 1899 C. Jenatzy (BE) elektrovůz překročil 100 km/h

Křižík (AT) 2místný vozík se ss motorem 3 kw 1896 J.

19 Uspořádání hnacího ústrojí elektromobilů 1 Přední/zadní pohon 2 Tandemový pohon 3 Pohon v nábojích kol Motory v nabojích Hybridní vozy a elektromobily Elektromobily řízení a měření 19 / 30 P E E E E E B B B E E E Elektromotor; B Akumulátor (baterie); P Převodovka (diferenciál)

a elektromobily Elektromobily řízení a měření 19 / 30 P E E E E E B B

20 Hybridní vozy a elektromobily Elektromobily řízení a měření 20 / 30 Elektromotory Využití standardních principů elektropohonů Elektromotory Standardní s mechanickými převody Speciální konstrukce motor a kolo = kompaktní celek 1 ráfek, 2 elektrický motor, 3 elektrická brzda, 4 tlumení, 5 elektronické řízení

Standardní s mechanickými převody Speciální konstrukce motor a kolo =

21 Hybridní vozy a elektromobily Elektromobily řízení a měření 21 / 30 Akumulátory Parametry Měrná energie [Whkg 1 ] Měrný výkon [Wkg 1 ] Nabíjecí doba h Životnost Cena Údržba Recyklace

22 Hybridní vozy a elektromobily Elektromobily řízení a měření 22 / 30 Akumulátory Druhy Olověný a. A. sodík-síra A. nikl-kadmium A. nikl-železo A. nikl-metalhydrid (Ni-MH) A. zinek-vzduch A. zinek-halogen A. lithium-ion (Li-Ion) A. lithium-metal-hydrid A. lithium-polymer A. LiFePO 4

23 Hybridní vozy a elektromobily Elektromobily řízení a měření 23 / 30 Příklady elektromobilů Peugeot 106 Electricque GM EV1 wiki Toyota RAV4EV Lighting Tesla Car www www www

24 Hybridní vozy a elektromobily Elektromobily řízení a měření 24 / 30 Současné elektromobily Tesla Car GM EV1 Lighting Car Opel Ampera (Chevrolet Volt)

25 Hybridní vozy a elektromobily Elektromobily řízení a měření 25 / 30 Shrnutí Výhody Nevýhody Absence hluku a jiných emisí, vibrací Není třeba měnit olej, seřizovat motor Snížení servisní náročnosti Velká účinnost AEM 95 % SEM % Spal. motor 30 % Možnost rekuperace Přesnost a jednoduchost ovládání Menší jízdní výkon Omezený dojezd Vyšší cena

26 Hybridní vozy a elektromobily Elektromobily řízení a měření 26 / 30 Kdo zabil elektromobil? Who Killed the Electric Car? Dokumentární film, USA, 2006, 92 min, Režie: Chris Paine Dokument, který se snaží nalézt odpověď na otázku z názvu. Zabývá se úspěšným a nepochopitelně ukončeným projektem elektromobilu EV 1 firmy General Motors.

27 Technologie hnacího ústrojí Hybridní vozy a elektromobily Závěr řízení a měření 27 / 30

28 Hybridní vozy a elektromobily Závěr řízení a měření 28 / 30 Závěr 1 Hybridní vozidla Akumulátory elektrické energie Konstrukční uspořádání Mikrohybridní pohony Paralelní pohony Sériové pohony Smíšené pohony Příklady vozů Shrnutí 2 Elektromobily Historie Koncepce elektromobilů Elektromotory Akumulátory Příklady elektromobilů Shrnutí

29 Hybridní vozy a elektromobily Konec řízení a měření 29 / 30 Děkuji za pozornost.

30 Hybridní vozy a elektromobily Literatura řízení a měření 30 / 30 Literatura Bauer, H.; Dietsche, K.-H.; Crepin, J.; aj. (editoři): Bosch Electronic Automotive Handbook. Stuttgart: Robert Bosch GmbH, první vydání, Larminie, J.; Lowry, J.: Electric Vehicle Technology Explained. Chichester: John Wiley & Sons, Ltd, 2003, ISBN Vegr, J.: Elektromobily historie a současnost. Pro-Energy, ročník 2008, č. 3: s , ISSN Vlk, F.: Alternativní pohony motorových vozidel. Brno: Prof. Ing. František Vlk, DrSc., 2004, ISBN Štěrba, P.: Elektrotechnika motorových vozidel. Brno: Computer press, první vydání, 2008, ISBN

Podobné dokumenty

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE ALTERNATIVNÍ POHONY VOZIDEL

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ VPRAZE FAKULTA DOPRAVNÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE ALTERNATIVNÍ POHONY VOZIDEL 2009 Lukáš Novotný Vedoucí práce: Prof. Ing. Jan Kovanda, CSc. Úvod Koncepce alternativních pohonů, obecně: