A prototípus

Bevezetés

Ebben a projektben egy hibrid napelemes jármu, felszerelve belsoégésu motorral, elektromotorral/generátorral, akkumulátorral, és napelem panelekkel kerül kifejlesztésre és tesztelésre. Ez az oldal a jármu tervezését, összeállítását és tesztelését mutatja be, különös figyelmet fordítva a didaktikai vonatkozásokra. A tervezés lépéseit az Ütemterv, és a fotógaléria menüpont alatt lehet nyomon követni. A projekt határidején belül a prototípus kifejlesztése tesztelése és a médiának való bemutatása teljesül.

A választás

A projekt elso fázisában különbözo lehetoségek kerültek megvizsgálásra a hibrid napelemes jármu építésének céljából. Mindenekelott el kellett dönteni, hogy egy telesen új jármu építésébe, vagy egy létezo jármu átalakításába kezdjünk. Bár az elso lehetoség sokkal motiválóbbnak tunt, az ido és pénzügyi keretekbe ennek megvalósítása nem fért volna bele. Továbbá a második lehetoség megengedte, hogy létezo tudást és analitikus megközelítést alkalmazzunk. Ezen a ponton már csak a jármu típust kellett kiválasztani, hogy elektro-, vagy belso égésu motoros, személygépkocsi, vagy kart jármu legyen. Végülis egy létezo elektromos jármure esett a választás.

A Felépítés

Egy “Soros hibrid jármu” típusú jármufelépítés tunt a legmegfelelobb megoldásnak ahhoz, hogy eleget tegyen az elore lefektetett kereteknek. Ebben az esetben mindig az elektromotor végzi a jármu meghajtását, amely fékezés esetén természetesen generátorként is képes muködni (regeneratív fékezés), így megvalósítva az egyik elektromos jármuvekre jellemzo energia-megtakarítási opciót. A napelemek, illetve a belsoégésu motor egyaránt szolgáltathat direkt módon energiát az elektromotornak, vagy töltheti az akkumulátorokat, függoen a szabályozási stratégiától. További részleteket az on-line szimulátor szekciónál találhat.

Soros napelemes hibrid jármu felépítés

Az elektromos jármu

Egy Microvett “Porter Glass Van” –ra esett a választás a prototípus fejlesztésének céljából. . Ez egy kis teljesítményu jármu foleg városi használatra. A kutatócsoport számára az Automobile Club Salerno (ACS), a egyik szponzorunk ajánlotta fel a jármuvet.

A Porter Glass Van átadása

A jármu tetején jelentos terület van a napelemek elhelyezéséhez, míg a motor/generátor, és a szabályozási rendszerek a nagyméretu csomagtartóban férnek el kényelmesen. A hajtáslánc, amely az akkumulátorok által hajtott elektromotorból áll az utastér alatt kap helyet.Az elektromotort a vezetoülés felemelésével lehet elérni.

Az elektromos jármu technikai adatai

A jármu technikai adatai, mint a éretadatok, teljesítmény, súlyeloszlás, akkumulátor-paraméterek, stb. a következo táblázatokban találhatóak:

Motor: Egyenáramú Motor
Feszültség: 84 V
Névleges teljesítmény: 9 kW
Hutés Levego
Akkumulátor egység 14 6V-os modul - 180 Ah Pb-Gel sealed, without maintenance
Akkumulátor tölto On board - 3 kW - 230 V (standard industrial monophasic plug)
Tölrtési ido: 8 h
Gyorstötés: 5 kW - 380 V
Gyorstöltés ideje: 2 h 45' @ 80% -os szintre
Maximum sebesség: 60 km/h
Hatótáv: 70 km városban
Eroátvitel Közvetlen hátsókerék
Fordulási sugar: 3,7 m
Ülések: 4

A Napelem panelek

A napelemekkel kapcsolatban is több lehetoség megvizsgálása után döntöttünk a megfelelo kiválasztása mellett:

• • Milyen paneleket használjunk? A megvalósítható megoldás keresésének érdekében általánosan gyártott szilikon polikristályos paneleket választottunk a magas hatásfokú gallium arzenid panelek helyett, amelyek nay teljesítményt biztosíthatnának, de rendkívül drágák.
• • Egy panel, vagy több kis panel? A második lehetoséget választottuk, hogy az egyes panelek muködését a különbözo homérsékleti és napsugárzás hatások függvényében szabályozni lehessen.
• • Hogyan legyenek a panelek felszerelve a jármure? Egyszeruen a tetore, vagy valamely külso eszköz segítségével legyenek felszerelve. Az elso megoldás jobb légellenállást, és jobb kinézetet biztosít. A második megoldás azonban nagyobb mértéku flexibilitást engedélyez, és egyéb innovatív megoldásoknak ad teret. Példának okáért a parkoló jármu paneljei követhetik a nap mozgását. Végülis a mozgatható platformra esett a választás, mivel az alacsony sebesség mellett az aerodinamikai veszteségek elhanyagolhatóak. A teto két hajlási vonalát követo alumínium platformot a Saggese cég építette és adományozta a kutatási csoportnak.
  

A motor/generátor rendszer

Eloször egy, a Lombardini által felajánlott motor-generátor rendszert próbáltunk ki, egy 15kW-os, kéthengeres víthutéses benzinmotorral. A megoldás jó súly-teljesítmény aránnyal bír, alacsony méret mellett, amely megfelelo a jármu igényeinek.

A Lombardini motor-generátor sémája	Nyomaték, teljesítmény és fogyasztás

A következo táblázat összegzi a technikai adatokat:

Lombardini 500cc LGW523 motor Max. teljesítmény 15 [kW] @ 5000 [rpm] 3 fázisú MACHINE 15 [kW] tekjesítmény 0 - 6000 [rpm] tartományon 200 - 400 [V] DC feszültségintervallum 100 [A] DC max. áram.

Lombardini Motor-Generátor - Technikai adatok

A hutorendszer hojének elvezetése érdekében az eredeti hutorendszert a CIMEP laborban módosították. Továbbá a levegobeömlés és a gázkibocsátás megvalósítása is megtörtént.

A Lombardini gépcsoport	A generátor a fedélzetre szerelve	Munka a CIMEP Lab-ban

Ez a megoldás néhány további problémát vetett fel:
1. A kimeneti feszültség magasabb volt az akkumulátortölto által szükségesnek tartottnál.
2. Az elektromos generátor árama nagyobb volt, és nem volt kompatibilis a fedélzetre már felszerelt áramkörökkel.
3. Az elektromos gép bonyolult vezérlést igényel, illetve generátor mód kapcsolást, amikor belso égésu motor beindul.

A második motor-generátor rendszer

Ezen problémák megoldása nem fért volna bele a szoros projekt ütemtervbe. Ezért egy második megoldást választottunk, egy 6 kW-os YANMAR S6000 léghutéses, elektromos indítású egyhengeres dízelmotort. Ez a generátor, amely bár kevésbé nagyteljesítményu, mint a Lombardinié könnyen megoldhatóvá teszik a fenti problémákat. A 230V-os kimenet direkt módon csatolható a jármu rendszeréhez. A YANMAR gépcsoport tachnikai adatai ezen a link-en érheto el.

A YANMAR motor-generátor rendszer	A YANMAR motor-generátor rendszer a jármu hátuljában

A YANMAR-t hamar átneveztük "o' per e o' muss"-ra. A gépcsoportot a hátsó csomagtartóba szereltük, a gépen eredetileg megtalálható mechanikai tartók segítségével. Szükségessé vált a biztonsági akkumulátortöltés-gátló eltávolításam amley nem engedte az akkumulátor töltését a mozgó jármuvön.

Zaj

Természetesen egy motor-generátor csoport utastérbe építése nem a éppen a legjobb megoldás komfort és biztonság szempontjából. Így egy hangszigetelot terveztünk és építettünk be a Seggese segítségével. Egy kétrétegu üvegablak került beépítésre a hátrafelé történo kilátás megtartása érdekében. E módon kielégíto hangcsökkentést értünk el.

Hangszigetelés

További munka folyamatban...

Folytatása következik…