Toyota Yaris -sähköautoprojektin alkumittaukset ja mallilaskelmat

Abstract

Opinnäytetyöni tavoite oli tehdä kahden opiskelijatoverin kanssa suunnitelma sähköautokonversiosta koulullemme. Suunnitelman kohteeksi valittiin koululla jo olemassa oleva auto, Toyota Yaris, joka olisi käytettävissä tutkimustyöhön. Näin ollen uutta autoa ei tarvitsisi konversiota varten hankkia. Lisäksi suunnitelmien tekemistä helpottaa, kun on olemassa konkreettinen auto ja siihen perustuvat lähtötiedot, johon suunnitelmat on mahdollista toteuttaa. Omaan suunnitteluvastuuseeni kuului Toyota Yariksella tehdyt lähtötason mittaukset ja niihin perustuvat mallilaskelmat. Suunnittelutyönä olen lisäksi laatinut suunnitelman mahdollisesta lämmitys- ja ilmastointijärjestelmästä sähköautolle. Suunnittelun kannalta tärkeitä tietoja lähtötason mittauksissa olivat auton alkuperäiset arvot energian kulutuksesta ja suorituskyvystä. Suorituskykyä ja energian kulutusta mitattiin Turun Ammattikorkeakoulun autolaboratoriossa. Käytännön polttoainekulutusta mitattiin maantieajossa. Jotta tulokset olisivat helposti käsiteltävissä, on tuloksista laadittu kuvaajia ja taulukoita. Tavoitteena oli tehdä mittaukset siten, että projektin muista osa-alueista vastuussa olevien opiskelutoverien olisi mahdollista tehdä omiin suunnitteluosioihinsa mitoitusta tässä työssä julkaistaviin lähtötasotuloksiin perustuen. Toisena kokonaisuutena päättötyössäni oli suunnitella sähköautoon soveltuva lämmitysjärjestelmä. Sähköauton yhtenä ongelmana Suomen leveysasteilla on riittävän lämmityksen toteuttaminen. Lisäksi kesällä laitteisto ja kuljettaja saattavat tarvita viilennystä, joten suunnitelmassani autoon tulisi käyttöön yhdistetty lämmitys- ja viilennysjärjestelmä. Yksi tavoite järjestelmän suunnittelussa on se, että se olisi rakennettavissa Turun Ammattikorkeakoululla mahdolliseen sähköautokonversioon. Näillä reunaehdoilla päädyin suunnittelemaan auton ilmastointilaitteen muuttamisen sähkökäyttöiseksi lämpöpumpuksi.

The goal of my bachelor’s thesis was to make a plan about a conversion of an electric vehicle. The plan is made for our school and I did it with my two schoolmates.The target vehicle of the plan is a Toyota Yaris which already exists and will be able to be used in research work so there is no necessity to purchase a new car. Besides it makes engineering easier, when there is a concrete car and information about the car to do engineering for. My own engineering responsibility consists of the initial measurements and the sample calculations for the Toyota Yaris. I compiled also a plan for a possible heating and air conditioning system for an electric vehicle. Important technical information, for initial engineering measurements, was the car’s original values of energy consumption and performance. Performance and energy consumption measurements were performed in the autolaboratory of Turku University of Applied Sciences. Practical fuel consumption measurements we performed during road driving. From the results, different kinds of graphs and tables were prepared in order to make it easy to utilise the results. One target during the measurements was that the schoolmates, responsible for the other parts of the project, could use these results in their own engineering sectors. Another section in my bachelor’s thesis was to engineer a heating system for electric vehicles. One problem in our latitudes is to create heating that is powerful enough. Besides in summer the car and the driver may need air condition so the mission of my work was to engineer a combined heating and cooling system. One target during the engineering was that the system would be able to be constructed in Turku University of Applied Sciences for the possible electric vehicle conversion. With these requisites I ended up to engineer an electric driven heat pump for the vehicle.