211service.com
Hjulmotorer til at køre hollandske busser
Et firma med base i Holland ringede e-Traction har udviklet en ny slags hybridbus, der bruger elektriske motorer på hjul til at forbedre effektiviteten og et GPS-system til at reducere forureningen i overbelastede områder af en by. Bussen er en seriehybrid: En dieselgenerator oplader et batteri, som igen leverer strøm til to motorer, en i hvert baghjul. I høj grad takket være sine in-wheel-motorer kan bussen køre dobbelt så langt som en konventionel bus på en liter diesel, siger Arend Heinen, der både er ingeniør og talsmand for virksomheden. Det giver en reduktion i brændstofforbruget på 50 procent. Selskabet har fået tildelt kontrakter om at eftermontere syv kommercielle busser med sin teknologi, hvoraf den første skal stå færdig i næste måned.
Hybrid pendler: En af de busser, som e-Traction har eftermonteret med sit prototype hybridsystem, er vist ovenfor (øverst). Selskabet er nu i gang med at eftermontere busser til erhvervsmæssig brug. Bag hjulkapselen (nederst) er motoren, der gør den nye hybrid mulig.
In-wheel-motorer har eksisteret i nogen tid: de er blevet brugt i adskillige konceptbiler og eksperimentelle, lavproduktionskøretøjer. Men med undtagelse af elektriske cykler har ideen aldrig fundet vej til et masseproduktionskøretøj, siger John Boesel, præsident og CEO for Calstart , en nonprofit med base i Pasedena, CA. Brugen af e-Tractions system i kommercielle busser ville være et skridt i retning af mere udbredt brug.
Som med andre hybridbusser, hvoraf tusindvis allerede er i brug i USA, sparer e-Tractions design brændstof ved at opfange energi fra bremsning og bruge den til at generere elektricitet, der senere kan bruges til acceleration. Hjulmotorerne giver yderligere besparelser ved at eliminere behovet for en transmission, differentiale og relaterede mekaniske dele. Det reducerer både bussens samlede vægt og energitab på grund af friktion. Hybridbusser oplever typisk brændstofforbrugsreduktioner på omkring 25 til 30 procent sammenlignet med konventionelle busser, men e-Tractions design giver 50 procent reduktion. Under visse forhold – ved lave hastigheder i hyppig stop-and-go-trafik – har nogle andre hybridbusser oplevet lignende brændstoføkonomiske forbedringer. Hjulmotorerne kan også forbedre trækkraften ved at tillade præcis kontrol over hvert hjul, og de giver mulighed for større fleksibilitet i køretøjets design, da der ikke er behov for mekanisk at forbinde hjulene med en motor.
Bussen indeholder også et GPS-baseret system, der ændrer den måde, bussen kører på i belastede områder. I almindelig drift tænder og slukker generatoren, hvilket holder batteriet i en optimal ladetilstand. Men da GPS-systemet fornemmer, at bussen er kørt ind i et område af byen, der normalt ser meget trafik, slukker generatoren for at reducere emissionerne. Batteriet gemmer strøm nok til at drive bussen i en time, uden at generatoren kører for at genoplade den.
E-Tractions nøgleinnovation, siger Heinen, er designet af dens hjulmotor. Typisk er elektriske motorer designet til at dreje meget hurtigere end hjulenes hastighed for at generere den ønskede effekt. Men sådanne motorer kræver gear for at sænke omdrejningerne i minuttet, hvilket tilføjer kompleksitet og reducerer effektiviteten. Virksomheden har elimineret behovet for disse gear ved at designe en motor med stor diameter, der kan levere det nødvendige drejningsmoment ved lave omdrejninger.
In-wheel-motorer har tidligere haft begrænset succes. Dels skyldes det, at det har været svært at koordinere motorer, der ikke har nogen mekanisk forbindelse til hinanden, et problem, som virksomheden siger, at det er løst ved at udvikle et proprietært elektronisk kontrolsystem. Men der kan være resterende problemer. At sætte motorerne i hjulene stiller større krav til affjedringen (den skal være stærkere for at holde på de meget tungere hjul) og kan gøre motoren og elektronikken mere sårbar over for skader, hvilket begge kan reducere driftssikkerheden. Der er lidt mellem hjulet og hullerne, siger Bill Van Amburg, senior vicepræsident hos Calstart. Dan Pedersen, forsker ved Nationalt laboratorium for vedvarende energi , siger, at den store in-wheel motor sandsynligvis er meget dyr, hvilket kan gøre systemet svært at retfærdiggøre uden statsstøtte.
Heinen siger, at fire års test af et prototypesystem har overbevist virksomheden om, at pålidelighedsproblemerne er blevet løst, og at omkostningerne til motoren kan komme ned med større produktion. Ud over hybridbusser arbejder e-Traction på hybride skraldebiler og eftermonterer en Mercedes G SUV i et forsøg på at bevæge sig ind på markedet for personbiler.