Zastosowanie elektrycznego układu napędowego do elektryfikacji samochodów dostawczych

Transkrypt

1 Zastosowanie elektrycznego układu napędowego do elektryfikacji samochodów dostawczych

2 Pojazdy elektryczne vs. spalinowe: Paliwo Moc użyteczna silnika Powietrze Suma strat ok. 65% max. sprawność ~35% Straty przez układ chłodzenia 8% Straty wylotu Spalin 29% Straty przez wymianę z otoczeniem 15% Straty tarcia w silniku 4% Straty przekładni 4% Straty skrzyni biegów 2% Straty na osiach 3% DIESEL Baterie Moc użyteczna silnika Suma strat ok. 20% max. sprawność ~80% Straty na grzanie baterii 8% Straty na układach energoelektronicznych 3% Straty silników 3% Straty na połączeniach i instalacji 4% Straty Układów napędowych (4 x 4) 2% ELECTRIC

3 Pojazdy elektryczne vs spalinowe porównanie ekwiwalentów masowych: Diesel Paliwo ciekłe 100 kwh Z uwzględnieniem sprawności napędu spalinowego ok. 30% Electric baterie litowo jonowe 100 kwh Z uwzględnieniem sprawności napędu elektrycznego ok. 80% 43 kg 830 kg 46 l 670 l

4 QUARK vs typowy samochód dostawczy 3.5t Długość: mm Szerokość: 2050 mm Wysokość: mm Liczba miejsc: 2+1 lub 8+1 Moc silników: 4 x 40 kw (80kW max) (silniki w piastach) Magazyn energii 80 kwh (zasięg do 400 km) 2 osie skrętne; dopuszczalna masa całkowita : 3,5 t (DMC); Prędkość max: 140km/h Czas rozpędzenia do 100km/h 20 s

5

6 Platforma QUARK:

7 DWH-200 Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi

8 DWH-200 Silnik synchroniczny z magnesami trwałymi

9 Parametry techniczne Zakres napięcia DC VDC Nominalna wartość skuteczna prądu 150 A Nominalna moc wyjściowa 40 kw Szczytowa moc wyjściowa 80 kw Moment napędowy 700 Nm Max. moment napędowy 1000 Nm Nominalna prędkość obrotowa 1200 Obr/min Sprawność 96 % Dane środowiskowe i chłodzenia Stopień zanieczyszczenia 2 Szybkość przepływu cieczy chłodzącej 20 l/min Ciecz chłodząca woda + max. 50% glikol Maksymalna temperatura cieczy na wlocie 65 C Maksymalne ciśnienie cieczy chłodzącej 2 Bar Temperatura pracy C Zalecana temperatura składowania C

10 Bezpieczeństwo i normy ISO Wibracje (5,9G, Test VII), Udary (50G, Akapit 4.2.2) PN-EN Kategoria przepięciowa III, Klasa izolacji uzwojeń F Dane mechaniczne Średnica zewnętrzna x długość Ø388 x 208 mm Możliwość zabudowy w kole o rozmiarze felgi 17 cali Rozstaw śrub montażowych Materiał obudowy 5x130 aluminium Masa 75 kg Stopień ochrony IP IP65 Inne Puszka przyłączeniowa 3x zaciski silnoprądowe max 35 mm 2 Cu Złącze sygnałowe 4x Termistor PTC, Resolver, 3x Hall Czujnik położenia wału Resolver

11 STS-202 Sterownik silnika elektrycznego 150 kw (300 kw)

12 STS-202 Sterownik silnika elektrycznego 150 kw (300 kw)

13 Parametry obwodu DC Napięcie zasilania nominalne 750 VDC Zakres napięcia zasilania DC VDC Pojemność obwodu pośredniczącego (DC Link) µf Częstotliwość przełączeń IGBT / SiC / 5 20 khz Sprawność do 98 % Napięcie zasilania pomocnicze 7 35 VDC Parametry obwodu AC Nominalna moc wyjściowa kw Maksymalna moc wyjściowa 300 kw Nominalna wartość skuteczna prądu 190 A Szczytowa wartość skuteczna prądu A Czujnik położenia wału Resolver / czujniki Halla (opcja) Komunikacja Protokoły komunikacyjne 2xCAN, RS422 (serwis) Wejścia / Wyjścia (dowolnie konfigurowalne DIO lub AIO 0..32V, dwa wejścia bezpieczeństwa) Zabezpieczenia Nadprądowe sprzętowe / programowe 600 / 600 A Nadnapięciowe sprzętowe / programowe 1050 / 1050 V Temperaturowe konfigurowalne programowo

14 Dane środowiskowe i chłodzenia Stopień zanieczyszczenia otoczenia 2 Ciecz chłodząca woda + max. 50% glikol Temperatura otoczenia o C Szybkość przepływu cieczy chłodzącej 5 10 l/min Maksymalna temperatura cieczy na wlocie 65 o C Nominalne ciśnienie cieczy chłodzącej 2 bar Bezpieczeństwo i normy ISO Wibracje (10G, Test VII), Udary (50G, Akapit 4.2.2) PN-EN Kategoria przepięciowa III Dane mechaniczne Wymiary: szerokość x głębokość x wysokość 497 x 255 x 114 mm Stopień ochrony IP IP67 Masa 18,5 kg Materiał obudowy malowane, anodyzowane aluminium

15

16 MODUŁ BATERYJNY do ok 15kWh/moduł (zależnie od chemii baterii) 8 modułów na platformie 1344 ogniwa Li-Ion w obudowie (średnica/wysokość) Napięcie na wyjściu około 600V Miejsce na wbudowanie przetwornicy DC-DC (praca dwukierunkowa) Możliwość pracy równoległej Napięcie wyjściowe (regulowane) Od 400V do 750V Obudowa adresuje chłodzenie cieczą

17 PARAMETRY MODUŁU BATERYJNEGO Obudowa zaprojektowana pod kątem wytrzymałości na udary i drgania, górna i dolna powierzchnia obudowy to system chłodzenia cieczowego dla baterii. Wbudowana programowo konfigurowana przetwornica DC-DC Złącza elektryczne i hydrauliczne mogą być dostępne zarówno na krótszej jak i na dłuższej krawędzi Moduł bateryjny BMU-200 Napięcie wyjściowe V DC Pojemność 10 kwh Moc wyjściowa nominalna 20 kw Moc wyjściowa szczytowa 30 kw Wartość prądu nominalna (dla 625 V) 32 A Wartość prądu szczytowa (dla 300 V) 100 A Dopuszczalny zakres temperatur pracy C Wymagana wydajność chłodnicza/grzewcza (temperatury cieczy - od 10 C do 30 C ) 0,4 1,2 kw Liczba cykli pracy Złącza Zabezpieczenia elektryczne hydrauliczne napięciowe prądowe temperaturowe mocowe stanu naładowania Wymiary 1091x822x120 mm Masa 125 kg - -

18 ŁADOWARKA ZEWNĘTRZNA 45 kw (szybka). Opis Napięcie sieciowe nominalne AC (ciągłe) Symb ol Min. Nom. Max. Jedn. U AC -15% 3x +10% [V RMS 230/400 ] Częstotliwość sieci f wej 50Hz [Hz] ±4% Znamionowa moc wyjściowa prostownika P N 45 [kw] Prąd fazowy znamionowy I N [A RMS ] Współczynnik mocy PF 0,95 0,98 0,99 [-] Napięcie wyjściowe DC U DC [V DC ] Maksymalny prąd wyjściowy I wyj 51,7 58,6 62,8 [A] Maksymalna moc czynna P wyj [W] wyjściowa Szczytowa sprawność h >90 [%] Uwaga: powyższe parametry odniesione do temperatury otoczenia T a = 25 C. Inne parametry: odporność na asymetrię napięcia sieci ±10%, odporność na harmoniczne napięcia do 8%.

19 Platforma QUARK napęd 4 x 4 obie osie skrętne

20 Możliwe zastosowanie jako jednostka autonomiczna do przewozu ładunków w obszarach przeładunkowych

21 Dziękujemy za uwagę dr inż. Gerard Wiśniewski mgr inż. Tomasz Buda