Fordonsforskning 2016 – el- och elhybridfordonsteknik – dag 2
Magnus Karlström
2016-04-19
Idag får ni mer sammanfattningar från konferensen Energirelaterad fordonsforskning 2016.
Vi har skrivit om plenumpresentationerna (huvudsakligen om livscykelanalys) samt el- och elhybridfordonteknikpresentationer samt vätgaspresentationer från dag 1.
Det finns mycket mer intressant från konferensen. Ni kan ladda hem alla presentationer från här.
Sammanfattning av sessionen el- och elhybridfordonsteknik – dag 2
skrivet av Marin Borgqvist (SP)
Här kommer en sammanfattning av sessionen el- och elhybridfordonsteknik som var dag 2.
Först ut var Johan Lindström, Scania, som berättade om deras projekt Trådlös Hållplatsladdning. Projektet finansieras av Demonstrationsprogrammet för elfordon och involverar flera partners: Vattenfall, Södertälje kommun, SL, KTH, Tom Tits, och Scania som är projektledare. Projektet skall utvärdera en laddhybrid på linje 755 i Södertälje, där induktiv laddning sker på ändhållplatsen. I utvärderingen ingår att titta på acceptans i stadsmiljö, transporteffektivitet, miljönytta, affärsmodeller och potentialen vid en fullskalig implementering. Projektet pågår till december 2017. Johan Lindström berättade om flera intressanta utmaningar som projektet haft, vilka i första hand inte verkar ha så mycket med fordonstekniken att göra. T ex så har det inte varit helt enkelt att hitta en bra placering för linjens ändhållplats, eftersom bussen skall stå och ladda där ett antal minuter. Allt ifrån träd som kostar flera hundratusen kr att flytta till fjärrvärmerör i gatan och var fastighetsgränser går påverkar var det är lämpligt att placera ändhållplatsen med laddinfrastruktur. Andra frågor som kan dyka upp är vilken aktör som har ansvar för olika saker som skall göras i stadsmiljön kopplat till en laddhybridbuss.
På sessionen dagen innan så presenterades idéer om eldrivna flygfarkoster, denna dag var det dags att höra lite mer om eldrift för båtar. Lars E Carlsson, Orust e-boats AB, berättade om deras förstudie som tittar på elektriska drivlinor för energieffektiva skrov. Orust e-boats AB är en avknoppning från Orusts Kretsloppsakademi (som verkar för ett klimatneutralt Orust till 2020) och de har som idé att konstruera, tillverka och sälja energieffektiva, modulbyggda och miljövänliga båtar för transporter i skärgård och i stad. Förstudien handlar om skärgårdstrafik, men de tittar även på elbåtar för stadstrafik. Fördelar med att använda vattenvägen för persontransporter är att vattenvägen i stort sett är gratis, underhållskostnaden för infrastruktur är väldigt liten jämfört med väg och järnväg och miljöpåverkan är låg. Dessutom kan kustsamhällen knytas samman via vattenvägen. Med eldrivna båtar så minskar buller och lokala utsläpp samt kostnaden för drift och underhåll minskas. Med modulbyggda skrov och överbyggnad så är det även möjligt att anpassa båtens layout efter säsongsbehov. Projektet utgick från början ifrån ett patenterat energieffektivt skrov som minimerar svall (Sten Örneblad, Dynalift). Men det visade sig att energieffektiviteten jämfört med andra skrov var tydligast efter ca 20 knop, vilket är en lite för hög hastighet för den aktuella skärgårdstrafiken. Hög hastighet leder även till ett behov av ett mycket stort batteri. Därför valdes ett annat skrov, eftersom kravet på topphastighet var lägre. Hur skrovet och propellern utformas har mycket stor påverkan på dimensioneringen av eldrivlinan i en elbåt. Koncpetet som tagits fram har solceller, uppfyller de krav som finns på persontrafik till sjöss, laddas med 11 kW vid de stopp som är längre än 20 min samt nattetid. Totalt kan båten laddas 6 h under dagen och 6 h under natten. Projektet har även skickat ut en förfrågan till leverantörer baserat på det framtagna konceptet, 10 har svarat. Offerterna varier mycket i pris och lösning vilket visar att marknaden för elbåtar är omogen än så länge. En intressant lärdom är att inköp av komponenter blir ca 50 % billigare än vad den mest kostnadseffektiva systemleverantören erbjuder, enligt analys av offertsvaren. Den drivlina som tagits fram i förstudien har en återbetalningstid på 5,5 år i skärgårdstrafik. Näste steg i projektet blir fortsatt utveckling och så småningom tillverkning, testning och utvärdering.
Efter en intressant tur på havet var det dags för vägfordon igen. Gabriel Domingues, forskare på LTH, berättade om FFI High Speed Project som utförs tillsammans med BorgWarner. Projektet baseras på en elbakaxel, eAWD, som BorgWarner utvecklat. eAWD kan användas för hybridisering samt för att ge fyrhjulsdrift till ett fordon. I projektet ingår att identifiera de faktorer som driver kostnad och storlek i drivlinan, samt utveckla en modell som kan användas för uppskattning och kostnad av komponenter samt användas för optimering av drivlinan. Modellen har tagits fram för en parallellhybrid och de komponenter som modellerats är kraftelektronik, elmaskin och transmission. Genom att använda modellen i simuleringar så kan 3D-grafer tas fram (ytor), vilka beskriver hur parametrar som t ex kostnad, effekt och hybridiseringsfaktor förhåller sig till varandra. Flera parameterkombinationer är möjliga att beskriva på detta sätt, vilket kan användas för att dimensionera systemet på ett smart sätt. Ett exempel på resultat från projektet är att en stor kostnadsbesparing för eAWD är möjlig om hastighet (varvtalet) hos elmaskinen kan höjas.
Nästa presentation gavs av Robert Granström, Test Site Sweden, och handlade om en svensk enkät för laddbara fordon. Bakgrunden till projektet är att de florerar mycket åsikter om elbilar och laddbara fordon, t ex ”att de är stadsbilar, de startar inte i kyla, de kör ändå på kolkraft, de har ingen räckvidd i nordiskt klimat” etc. Tanken är att fråga de som vet, dvs de som kör elbil idag om hur det fungerar. Studien skall baseras på den studie som genomfördes i Norge 2014 (COMPETT-studien), men addera frågor som är viktiga för Sverige. På så sätt skall situationen i Sverige kunna jämföras med den i Norge. Den svenska enkätstudien kallas SELF-I (Svensk Enkät Laddbara Fordon – Introduktionsfas) och skall bland annat undersöka om elbilsanvändningen skiljer sig åt i olika regioner, hur stora är problem är det med laddningen? Hur långt kör man på vintern/sommaren? Hur är synen på laddhybrider? I analysen ingår bland annat att ta reda på vem och vad som styr valet av bil samt vilka åtgärder som enligt elbilsägarna behövs för att öka andelen laddbara bilar i olika delar av landet. Man kommer också att titta på laddningsmönster, behov av laddinfrastruktur och total miljöpåverkan från en satsning på laddbara fordon. Den första enkäten i projektet skall skickas ut i april och i juni förväntas den första jämförelsen mellan Sverige och Norge vara genomförd. Projektet pågår till december 2016 och förutom Test Site Sweden deltar även Högskolan i Gävle, Umeå Universitet och Mittuniversitetet.
Den sista presentationen på sessionen hölls av Pontus Fyhr, LTH, och handlade omkostnadseffektiva elmaskiner för tunga fordon. Projektet är ett samarbete mellan AB Volvo, SP, Bevi och LTH. Målen med projektet är att ta fram en elmaskin som uppfyller kraven för tunga fordon, går att serieproducera till rimlig kostnad i en effektiv produktion samt går att testa snabbt och noggrant genom dynamisk provning. Dynamisk provning av elmaskiner innebär att rotorns tröghetsmoment används som last istället för en bromsande elmaskin när vridmomentet skall mätas (vridmoment = tröghetsmoment * vinkelaccelerationen). Genom att kombinera dynamisk testning och modellering så har olika maskintyper kunnat utvärderas utifrån kostnad. Vinnaren i studien är en elmaskin av typen IPM (interior permanent magnet) med NdFeB-magnet.
Egna kommentarer
Det var intressant att höra om utmaningarna med att få ändhållplatsladdning för bussar på plats i staden. Det är inte bara att göra, det finns många intressenter som behöver vara med i diskussionen eftersom ansvaret för olika frågor i staden är fördelat mellan olika aktörer.
Det känns som att vi är duktiga på att modelera hybridsystem i Sverige, det finns många exempel från konferensen där modeller av komponenter tas fram och används för att hitta vettig design på system.
Det blev en intressant diskussion efter presentationen om enkätstudien för laddbara fordon. Diskussionen handlade om svarsfrekvensen i utskick. Nuförtiden får man ”vara glad om man får 20 % svarsfrekvens”, men ur ett vetenskapligt perspektiv är det alldeles för lågt för att dra generella slutsatser. Någon nämnde att den enda svenska undersökning som har acceptabel svarsfrekvens är SOM-institutets (SOM = Samhälle, Opinion, Medier) och den har sex påminnelser. Det är resurskrävande att ta reda på vad folk tycker.
Här kommer en sammanfattning av sessionen el- och elhybridfordonsteknik som var dag 2.
Först ut var Johan Lindström, Scania, som berättade om deras projekt Trådlös Hållplatsladdning. Projektet finansieras av Demonstrationsprogrammet för elfordon och involverar flera partners: Vattenfall, Södertälje kommun, SL, KTH, Tom Tits, och Scania som är projektledare. Projektet skall utvärdera en laddhybrid på linje 755 i Södertälje, där induktiv laddning sker på ändhållplatsen. I utvärderingen ingår att titta på acceptans i stadsmiljö, transporteffektivitet, miljönytta, affärsmodeller och potentialen vid en fullskalig implementering. Projektet pågår till december 2017. Johan Lindström berättade om flera intressanta utmaningar som projektet haft, vilka i första hand inte verkar ha så mycket med fordonstekniken att göra. T ex så har det inte varit helt enkelt att hitta en bra placering för linjens ändhållplats, eftersom bussen skall stå och ladda där ett antal minuter. Allt ifrån träd som kostar flera hundratusen kr att flytta till fjärrvärmerör i gatan och var fastighetsgränser går påverkar var det är lämpligt att placera ändhållplatsen med laddinfrastruktur. Andra frågor som kan dyka upp är vilken aktör som har ansvar för olika saker som skall göras i stadsmiljön kopplat till en laddhybridbuss.
På sessionen dagen innan så presenterades idéer om eldrivna flygfarkoster, denna dag var det dags att höra lite mer om eldrift för båtar. Lars E Carlsson, Orust e-boats AB, berättade om deras förstudie som tittar på elektriska drivlinor för energieffektiva skrov. Orust e-boats AB är en avknoppning från Orusts Kretsloppsakademi (som verkar för ett klimatneutralt Orust till 2020) och de har som idé att konstruera, tillverka och sälja energieffektiva, modulbyggda och miljövänliga båtar för transporter i skärgård och i stad. Förstudien handlar om skärgårdstrafik, men de tittar även på elbåtar för stadstrafik. Fördelar med att använda vattenvägen för persontransporter är att vattenvägen i stort sett är gratis, underhållskostnaden för infrastruktur är väldigt liten jämfört med väg och järnväg och miljöpåverkan är låg. Dessutom kan kustsamhällen knytas samman via vattenvägen. Med eldrivna båtar så minskar buller och lokala utsläpp samt kostnaden för drift och underhåll minskas. Med modulbyggda skrov och överbyggnad så är det även möjligt att anpassa båtens layout efter säsongsbehov. Projektet utgick från början ifrån ett patenterat energieffektivt skrov som minimerar svall (Sten Örneblad, Dynalift). Men det visade sig att energieffektiviteten jämfört med andra skrov var tydligast efter ca 20 knop, vilket är en lite för hög hastighet för den aktuella skärgårdstrafiken. Hög hastighet leder även till ett behov av ett mycket stort batteri. Därför valdes ett annat skrov, eftersom kravet på topphastighet var lägre. Hur skrovet och propellern utformas har mycket stor påverkan på dimensioneringen av eldrivlinan i en elbåt. Koncpetet som tagits fram har solceller, uppfyller de krav som finns på persontrafik till sjöss, laddas med 11 kW vid de stopp som är längre än 20 min samt nattetid. Totalt kan båten laddas 6 h under dagen och 6 h under natten. Projektet har även skickat ut en förfrågan till leverantörer baserat på det framtagna konceptet, 10 har svarat. Offerterna varier mycket i pris och lösning vilket visar att marknaden för elbåtar är omogen än så länge. En intressant lärdom är att inköp av komponenter blir ca 50 % billigare än vad den mest kostnadseffektiva systemleverantören erbjuder, enligt analys av offertsvaren. Den drivlina som tagits fram i förstudien har en återbetalningstid på 5,5 år i skärgårdstrafik. Näste steg i projektet blir fortsatt utveckling och så småningom tillverkning, testning och utvärdering.
Efter en intressant tur på havet var det dags för vägfordon igen. Gabriel Domingues, forskare på LTH, berättade om FFI High Speed Project som utförs tillsammans med BorgWarner. Projektet baseras på en elbakaxel, eAWD, som BorgWarner utvecklat. eAWD kan användas för hybridisering samt för att ge fyrhjulsdrift till ett fordon. I projektet ingår att identifiera de faktorer som driver kostnad och storlek i drivlinan, samt utveckla en modell som kan användas för uppskattning och kostnad av komponenter samt användas för optimering av drivlinan. Modellen har tagits fram för en parallellhybrid och de komponenter som modellerats är kraftelektronik, elmaskin och transmission. Genom att använda modellen i simuleringar så kan 3D-grafer tas fram (ytor), vilka beskriver hur parametrar som t ex kostnad, effekt och hybridiseringsfaktor förhåller sig till varandra. Flera parameterkombinationer är möjliga att beskriva på detta sätt, vilket kan användas för att dimensionera systemet på ett smart sätt. Ett exempel på resultat från projektet är att en stor kostnadsbesparing för eAWD är möjlig om hastighet (varvtalet) hos elmaskinen kan höjas.
Nästa presentation gavs av Robert Granström, Test Site Sweden, och handlade om en svensk enkät för laddbara fordon. Bakgrunden till projektet är att de florerar mycket åsikter om elbilar och laddbara fordon, t ex ”att de är stadsbilar, de startar inte i kyla, de kör ändå på kolkraft, de har ingen räckvidd i nordiskt klimat” etc. Tanken är att fråga de som vet, dvs de som kör elbil idag om hur det fungerar. Studien skall baseras på den studie som genomfördes i Norge 2014 (COMPETT-studien), men addera frågor som är viktiga för Sverige. På så sätt skall situationen i Sverige kunna jämföras med den i Norge. Den svenska enkätstudien kallas SELF-I (Svensk Enkät Laddbara Fordon – Introduktionsfas) och skall bland annat undersöka om elbilsanvändningen skiljer sig åt i olika regioner, hur stora är problem är det med laddningen? Hur långt kör man på vintern/sommaren? Hur är synen på laddhybrider? I analysen ingår bland annat att ta reda på vem och vad som styr valet av bil samt vilka åtgärder som enligt elbilsägarna behövs för att öka andelen laddbara bilar i olika delar av landet. Man kommer också att titta på laddningsmönster, behov av laddinfrastruktur och total miljöpåverkan från en satsning på laddbara fordon. Den första enkäten i projektet skall skickas ut i april och i juni förväntas den första jämförelsen mellan Sverige och Norge vara genomförd. Projektet pågår till december 2016 och förutom Test Site Sweden deltar även Högskolan i Gävle, Umeå Universitet och Mittuniversitetet.
Den sista presentationen på sessionen hölls av Pontus Fyhr, LTH, och handlade omkostnadseffektiva elmaskiner för tunga fordon. Projektet är ett samarbete mellan AB Volvo, SP, Bevi och LTH. Målen med projektet är att ta fram en elmaskin som uppfyller kraven för tunga fordon, går att serieproducera till rimlig kostnad i en effektiv produktion samt går att testa snabbt och noggrant genom dynamisk provning. Dynamisk provning av elmaskiner innebär att rotorns tröghetsmoment används som last istället för en bromsande elmaskin när vridmomentet skall mätas (vridmoment = tröghetsmoment * vinkelaccelerationen). Genom att kombinera dynamisk testning och modellering så har olika maskintyper kunnat utvärderas utifrån kostnad. Vinnaren i studien är en elmaskin av typen IPM (interior permanent magnet) med NdFeB-magnet.
Egna kommentarer
Det var intressant att höra om utmaningarna med att få ändhållplatsladdning för bussar på plats i staden. Det är inte bara att göra, det finns många intressenter som behöver vara med i diskussionen eftersom ansvaret för olika frågor i staden är fördelat mellan olika aktörer.
Det känns som att vi är duktiga på att modelera hybridsystem i Sverige, det finns många exempel från konferensen där modeller av komponenter tas fram och används för att hitta vettig design på system.
Det blev en intressant diskussion efter presentationen om enkätstudien för laddbara fordon. Diskussionen handlade om svarsfrekvensen i utskick. Nuförtiden får man ”vara glad om man får 20 % svarsfrekvens”, men ur ett vetenskapligt perspektiv är det alldeles för lågt för att dra generella slutsatser. Någon nämnde att den enda svenska undersökning som har acceptabel svarsfrekvens är SOM-institutets (SOM = Samhälle, Opinion, Medier) och den har sex påminnelser. Det är resurskrävande att ta reda på vad folk tycker.