Műszaki Értelmiség Napja 2013 Alternatív járműhajtás koncepciók értékelése, az elektromos járművek alkalmazásának távlatai prof. Dr. Palkovics László.

Az előadások a következő témára: "Műszaki Értelmiség Napja 2013 Alternatív járműhajtás koncepciók értékelése, az elektromos járművek alkalmazásának távlatai prof. Dr. Palkovics László."— Előadás másolata:

1 Műszaki Értelmiség Napja Alternatív járműhajtás koncepciók értékelése, az elektromos járművek alkalmazásának távlatai prof. Dr. Palkovics László akadémikus, tszv. e. tanár (BME) Dr. Simonyi Sándor ügyvezető igazgató (TRIGON)

2 Nicolas-Joseph Cugnot (1771)
Főbb jellemzői Külsőégésű, függőlegesen álló 2 hengeres erőforrás Kilincsműves hajtás 0,9 bar rendszernyomás 3 km/h végsebesség

3 Lenoir Hippomobil (1860) Főbb jellemzői
Belsőégésű, Lenoir-féle H2 üzemű gázmotor Alacsony hatásfok Lánchajtás Átlagsebessége 3 km/h

4 Carl Friedrich Benz (1886, az első autó)
Főbb jellemzői Belsőégésű, négyütemű, vízhűtéses, egyhengeres, 954 cm3 lökettérfogatú motor Legnagyobb teljesítménye: 0,9 LE 400 /min fordulatszámon Lánchajtás, fogasléces kormányzás Fém váz, fémküllős kerekek, tömör gumiabroncs

5 Porsche-Lohner Semper Vivus (1900)
Főbb jellemzői 2 x 2 kW teljesítményű kerékagymotor (A motorok a mellső kerekeket hajtják) Egy feltöltéssel 80 km megtételére volt képes 3 „sebességfokozat” (feszültségszinttel szabályozva)

6 Porsche-Lohner Mixtwagen (1902)
Főbb jellemzői Soros hibrid felépítés, összkerékhajtás, 4 x 1,5 kW teljesítményű kerékagymotorral A négyhengeres, belsőégésű motor egyenáramú dinamót hajtott, ez szolgáltatta az elektromos energiát Akkumulátorok tömege: 1800 kg

7 Ford T-modell (1908) Főbb jellemzői
Négyhengeres, belsőégésű, 2900 cm3 lökettérfogatú erőforrás Legnagyobb teljesítménye kiviteltől függően LE Bolygóműves sebességváltó Gyártott darabszám:

8 Korunk emberének értékelési szempontrendszere

9 Az ember viszonya a természethez
Élvezi a természeti adottságokat? igen Használja a természet adottságait? igen Felelőtlenül, pazarlóan bánik a természet adottságaival? .....igen Pusztítja a természetet? igen Legyőzi a természetet? nevetséges Veszélyezteti az élővilág létét, jövőjét? Igen

10 A gépjárműközlekedés viszonya a környezethez
Ideális esetben napenergiával is működik (legalábbis elméletben). A vízből hidrogén állítható elő, ami éghető hajtóanyag. A hidrogéntartalmú gázok és az oxigén vízzel egyesítése elektromos áramot termel. A földben lévő fosszilis éghető anyagok a belsőégésű motorok üzemanyagai. A fosszilis tüzelőanyagok kb. 40%-át belsőégésű motorban égetjük el. A levegőt szennyezi a belsőégésű motor. Tiszta levegőt szív be (feltétele az égésnek) és füstöt bocsájt ki. Ez keveredik a környezet levegőjével és MI EZT SZÍVJUK BE percenként körülbelül 60-szor! De nemcsak a gépjármű ilyen környezetszennyező gép, hanem minden, amiben termikus energiafelhasználás folyik (repülőgép, hajó, mozdony). Ne gondoljuk, hogy a gépjármű a legkörnyezetszennyezőbb eszköz, de ez is relatív, mint minden ember által alkotott eszköz... El kell fogadni, hogy a gépjármű az „ilyen”, de szükség van rá? Nem! Nem szükséges, hogy ez a folyamat folytatódjon.

11 Mi a teendő. – Paradigmaváltás szükséges
Mi a teendő? – Paradigmaváltás szükséges. Nem egyedi problémamegoldó gondolkodást kell folytatni, hanem rendszerben kell gondolkodni!

12 Megújuló hajtó-energiák
Meg kell találni a jövő üzemanyagát, ami lehetőleg nem tartalmaz szenet. Az üzemanyag nem mindig azonos a hajtóenergia forrásával. A jövőben egyre kevésbé lesz az. Az üzemanyag (mivel energiahordozó) részben vagy egészében kiváltandó, tárolható gépjárműhajtásra alkalmas energiával. De nem mindegy, hogy milyen forrásból nyerjük ezt az energiát. Ha környezetszennyező módon és forrásból, akkor csupán helyrajzi kérdés, hogy hol szennyezzük a környezetet, erőművekben vagy gépjárművekben. Fontos tehát a természetes energia nyerése és tárolása. Megújuló hajtó-energiák Ahol jó hatásfokkal történik meg az energiatranszformáció. Alacsony a hajtási energia igény. Nem szennyezi a környezetet. Alternatív technológiákat valósít meg. A veszteségi energiákat visszanyeri, tárolja és újrahasznosítja. Korszerű járművek Ahol a magasszintű rendszerszervezés miatt jellemzően sok a „zöldhullám”. Ahol megvalósul az elektronikus flottairányítás. Ahol megvalósul a kvázi sebességtartás, melynek szintje megegyezik a gépjárművek optimális energiaigényével. Ahol a gépjárműsűrűséget csökkenteni lehet jobb járműkihasználással. Korszerű közlekedési rendszerek

13 Ökológiai lábnyom Különböző hajtású járművek CO2 kibocsátása teljes életciklusuk során

14 A közúti közlekedés energiafelhasználásának várható alakulása 2020-ig

15 Konvencionális és elektromos hajtású járművek hatásfoka

16 Energiarekuperáció megvalósíthatósága

17 Villanymotor és belsőégésű motor teljesítmény- és nyomatékkarakterisztikái

18 Mercedes E-300 D Bluetec Hybrid (2011)
Mercedes S400 Hybrid (2009) Mercedes E-300 D Bluetec Hybrid (2011) Főbb technikai adatok Soros, négyütemű, közvetlen befecskendezéses dízelmotor Max. teljesítmény / nyomaték: 150 kW LE (204 LE) / 500 Nm A 19 kW teljesítményű villanymotor a főhajtásba integrálva Akkumulátor: Li-ion – 0,8 kWh Hatótáv elektromos üzemben: <1 km Átlagfogyasztás: 4,2 l/100 km CO2 kibocsátás: 109 g/km Főbb technikai adatok 3498 cm3 lökettérfogatú V6-os Otto-motor Teljesítmény/nyomaték: 205 kW (279LE)/385 Nm A hajtásláncba integrált villanymotor 20 kW-os Gyorsulás km/h: 7,2 sec Legnagyobb sebesség: 250 km/h Átlagfogyasztás: 8,2 l/100 km CO2 kibocsátás: 199 g/km

19 Audi A6 Hybrid (2012) Főbb technikai adatok
Soros, négyhengeres,1998 cm3 hengerűrtartalmú TFSI motor Motor max. teljesítménye / nyomatéka: 155 kW (211 LE) / 350 Nm Villanymotor teljesítménye / nyomatéka: 39 kW / 210 Nm Akkumulátor: Li-ion, tárolókapacitása: 1,2 kWh Elektromos üzem hatótávja: < 3km Átlagfogyasztás: 6,2 l/100 km CO2 kibocsátás: 145 g/km

20 Elektromos energiát tároló akkumulátor
Jellemzője Korlátozott akkumulátor élettartam Magas energiasűrűség Alacsony teljesítménysűrűség Érzékeny a környezeti hőmérsékletre

21 Ultrakapacitor Magas várható élettartam Alacsony energiasűrűség
Jellemzője Magas várható élettartam Alacsony energiasűrűség Magas teljesítménysűrűség

22 Full elektromos üzemű Tesla Roadster (2008)
Főbb technikai adatok Villanymotor elhelyezése: középen, hátsó tengely előtt (középmotoros kialakítás) Villanymotor legnagyobb teljesítménye / nyomatéka: 215 kW (288 LE) / 370 Nm Akkumulátor: Li-ion, kapacitása: 53 kWh Hatótáv: 340 km Menetkész tömeg: 1238 kg Gyorsulás km/h-ra: 3,9 s

23 Hatótáv kibővítés (duális üzemű range extender alkalmazása) Opel Ampera (2012 - Chevrolet Volt)
Főbb technikai adatok Soros, négyhengeres, belsőégésű motor (generátort hajt, duális üzemmód) Hengerűrtartalom: 1398 cm3, motor max. teljesítménye: 63 kW (86LE) A 2 villanymotor teljesítménye / össznyomatéka: kW / 370Nm Akkumulátor: Li-ion, kapacitása: 16 kWh Hatótáv: km (akkumulátoros táplálás), 500 km (range extenderrel) Átlagfogyasztás: 1,2 l/100 km CO2 kibocsátás: 40 g/km

24 Porsche 918 Spyder Hybrid (2010)
Főbb technikai adatok 4600 cm3 hengerűrtartalmú V6-os motor Motor max. teljesítménye / nyomatéka: 453 kW (608 LE) / 528 Nm Villanymotorok teljesítménye: 115 kW/93 kW (hátsó/mellső) Villanymotorok össznyomatéka: 745 Nm Rendszerteljesítmény / nyomaték: 661 kW (887 LE) / 1273 Nm Akkumulátor: Li-ion, kapacitása: 7 kWh, hatótáv: 25 km Menetkész tömeg: 1675 kg Gyorsulás km/h-ra: 2,8s (CO2 kibocsátás: 70 g/km)

25 Porsche 911 GT3 R (2010) KERS adatok Főbb technikai adatok
Konvencionális, 6 hengeres boxermotor, 4000 cm3 Motor legnagyobb teljesítménye: 358 kW (486 LE) Villanymotorok száma: 2 (mellső tengelyen) Villanymotorok teljesítménye: 2 x 60 kW Villanymotorok nyomatéka: 2 x 80 Nm KERS adatok Williams F1 által fejlesztve Maximális fordulata: /min Szolgáltatott teljesítmény: 120 kW

26 Full elektromos hajtás - Honda Clarity (2008)
Főbb technikai adatok Energiaforrás: H2 –t használó tüzelőanyag-cella, 100 kW (Honda Vertical Flow Fuell Cell) Villanymotor max. teljesítménye / nyomatéka: 100 kW (136 LE) / 256 Nm Hidrogén tárolása: nagynyomású tartályban (345 bar), teljes feltöltött állapot esetén a tárolt H2 tömege: 4,1 kg Hatótáv: 386 km 1 kg hidrogénnel megtehető távolság: ~116 km (vegyes üzem)

27 Hybrid Air (újfajta hibrid koncepció)

28 Az elektromos hajtású járművek energiaellátása

29 Hálózathoz kötött energiaellátás (Trolibusz)
Ikarus 411T és 412T trolibuszok

30 Részbeni energiatárolás (buszöbölben való gyorstöltés a felé- és leszállás ideje alatt)
Kowloon Motor Bus – szuperkapacitorral szerelt városi autóbusz (2010)

31 Teljes energiatárolás
Elektromos busz akkumulátor-csomagja

32 Gépjármű-erőforrások arányának várható alakulása 2030-ig

33 Köszönöm megtisztelő figyelmüket!