Současné trendy optimálního řízení pohonů a energetických úložišť v elektromobilech a městské trakci
Loading...
Date
2015
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Disertační práce je věnována vzájemně provázané problematice návrhu optimálně řízených trakčních pohonů elektrických vozidel a využití moderních úložišť elektrické energie v elektrické trakci. První oblast řešení se zabývá teoretickým rozborem a simulací vybraných koncepcí hnacích ústrojí s vysokou celkovou účinnosti při současném respektování dynamiky jízdy vozidla. Dále pak návrhem trakční baterie vozidla, využívající nových poznatků a technologií. Pro experimentální ověření vybraných metod byl na Technické univerzitě v Liberci realizován koncept lehkého bateriového elektromobilu. Ten je ve své druhé generaci vybaven prototypem hnacího ústrojí moderní koncepce. Jedná se o ústrojí s jednorychlostní převodovkou a dvěma odlišnými střídavými elektromotory s odděleným řízením momentu. Tento typ hnacího ústrojí charakterizuje dosažení maximální účinnosti pohonu ve všech provozních režimech s ohledem na co možná nejnižší technologickou a výrobní náročnost. Pro experimentální elektromobil byl také realizován prototyp trakční baterie s možností osazení hybridním termálním managementem. Druhá oblast řešení popisuje metody pro optimální využití rekuperované energie u vozidel závislé trakce za pomoci úložišť elektrické energie. Diskutovaná jsou jak mobilní, tak stacionární řešení pro reálná data, získaná dlouhodobým měřením tramvajového provozu v Liberci. Práce se zaměřuje především na návrh úložiště na bázi setrvačníku pro tuto konkrétní aplikaci.
Dissertation is focused on the interconnected issue of designing optimally controlled electric drives in electric vehicles and the use of modern energy storage systems in the electric traction. The first area of solution deals with theoretical analysis and simulation of chosen concepts of powertrain with high overall efficiency while respecting the vehicle driving dynamics; consequently the design of vehicle traction battery, using new findings and technologies. At the Technical University of Liberec a concept of lightweight battery electric vehicle was realized in order to experimentally verify chosen methods. Being its second generation, the vehicle is equipped with powertrain prototype of modern conception. The device itself consists of a singlespeed transmission and two separate AC electric drives with joint torque control algorithm. This type of powertrain characterizes the achievement of maximum efficiency in all operational modes with regards to minimal technological and manufacturing complexity. For experimental electric vehicle a prototype of traction battery was implemented, with the option of being enhanced by hybrid thermal management. The second area of solution describes methods for optimal use of recuperated energy in the rail vehicles of dependent traction using energy storage systems. Mobile and stationary solutions are discussed with respect to data, obtained by a long term measurements of tram traffic in Liberec. The thesis is focused mostly on the design of the storage system based on flywheel for this particular application.
Dissertation is focused on the interconnected issue of designing optimally controlled electric drives in electric vehicles and the use of modern energy storage systems in the electric traction. The first area of solution deals with theoretical analysis and simulation of chosen concepts of powertrain with high overall efficiency while respecting the vehicle driving dynamics; consequently the design of vehicle traction battery, using new findings and technologies. At the Technical University of Liberec a concept of lightweight battery electric vehicle was realized in order to experimentally verify chosen methods. Being its second generation, the vehicle is equipped with powertrain prototype of modern conception. The device itself consists of a singlespeed transmission and two separate AC electric drives with joint torque control algorithm. This type of powertrain characterizes the achievement of maximum efficiency in all operational modes with regards to minimal technological and manufacturing complexity. For experimental electric vehicle a prototype of traction battery was implemented, with the option of being enhanced by hybrid thermal management. The second area of solution describes methods for optimal use of recuperated energy in the rail vehicles of dependent traction using energy storage systems. Mobile and stationary solutions are discussed with respect to data, obtained by a long term measurements of tram traffic in Liberec. The thesis is focused mostly on the design of the storage system based on flywheel for this particular application.