Efektywność przemiany energii w jednostkach napędowych pojazdów hybrydowych

• Autorzy: Juda, Z.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Systemy napędowe współczesnych pojazdów muszą być optymalizowane pod kątem maksymalnej wydajności przekształcania energii. Z tego punktu widzenia, hybrydowe jednostki napędowe wydaja się być najbardziej wydajne. Pojazdy hybrydowe posiadają zabudowane co najmniej dwa źródła energii; w tym źródło wtórne, które będąc magazynem energii pozwala na obniżenie szczytowej mocy zapotrzebowanej ze strony pierwotnego źródła energii - najczęściej silnika spalinowego. Ponieważ w konfiguracji szeregowej pojazdu hybrydowego silnik spalinowy może pracować w ograniczonym polu obciążeń i prędkości obrotowych - może być zatem łatwiej optymalizowany pod kątem efektywności zużycia paliwa i emisji toksycznych składników spalin. Silniki spalinowe ZI osiągają maksymalną sprawność do 30 % przy wysokich mocach (0.6-0.8 mocy maksymalnej).W przypadku zastosowania stosu ogniw paliwowych PEM (z ang. Proton Exchange Membrane) na paliwo wodorowe, maksymalna sprawność przemiany energii sięga 70 % i jest osiągana przy niskich mocach (0,15-0,30 mocy maksymalnej). Ponadto reakcje chemiczne w ogniwach paliwowych prowadzą do bezpośredniego wytwarzania energii elektrycznej, przy braku szkodliwej emisji do atmosfery.W referacie przedstawiono symulacyjne porównanie efektywności przemiany energii w pojazdach hybrydowych z silnikiem spalinowym i stosem ogniw paliwowych jako pierwotnym źródłem energii. Symulacje przeprowadzono w środowisku programowym MATLAB/SIMULINK w oparciu o program Advisor 3.0. Przedmiotem symulacji są trzy pojazdy skonfigurowane na bazie tego samego modelu małego samochodu - pojazd konwencjonalny z silnikiem spalinowym ZI, szeregowy pojazd hybrydowy z silnikiem spalinowym ZI oraz szeregowy pojazd hybrydowy ze stosem ogniw paliwowych PEM. Wyniki symulacji wskazują na zalety ogniw paliwowych jako przyszłościowych źródeł energii w pojazdach nie tylko hybrydowych.

Słowa kluczowe

PL

systemy napędowe; hybrydowe jednostki napędowe; paliwo wodorowe; stos ogniw paliwowych PEM (Proton Exchange Membrane); silnik spalinowy ZI; energia elektryczna

• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 8, No. 3-4
• Strony: 119-128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Juda, Z.

• Zakład Mechatroniki Samochodowej, Politechnika Krakowska ul. Warszawska 24, 31-155 Krakow Tel.:[phone],

Bibliografia

• [1] Cuddy, M. R, Wipke, K. B. , Analysis of the Fuel Economy Benefit of Drivetrain Hybrydization, SAE Paper No 970289
• [2] Patil, P. G, Advanced Vehicle Technologies for the Partnership for a New Generation of Vehicles, Office of Advanced Automotive Technologies, US Department of Energy
• [3] Magi, M., A New Paradigm for Vehicle Propulsion Will Soon Become True, World Market Research Centre, Global Automotive Manufacturing & Technology, 2000.
• [4] NREL, Advisor 3.0, Documentation, 2000.
• [5] Arthur D. Little, Inc. Cost Analysis of Fuel Cell System for Transportation, 2000.
• [6] Los Alamos National Laboratory, “Fuel Cells - Green Power”, 1999.
• [7] Rajashekara, K., Propulsion System Strategies for Fuel Cell Vehicles, SAE Paper No. 2000-01-0369.
• [8] Steinbugler, M., Fuel Economy and Range Estimates for Fuel Cell Powered Automobiles, Fuel Cell Seminar, 1996
• [9] Reucyl, J. S., Schuurmans, P. J., Policy Implications of Hybrid-Electric Vehicles, Nevcor Inc., 1999
• [10] Report by XCELLSIS, Fuel Cell Engines - The Engines of Tomorrow, 2000
• [11] Patil, P. G, Technology Path to Triple Automotive Fuel Economy, Office of Advanced Automotive Technologies, US Department of Energy
• [12] Northeast Advanced Vehicle Consortium, Future Wheels, Boston, USA,2000.