Range extenderit kaupunkisähkölinja-autoissa : Energianhallintastrategiat

Abstract

Tämä opinnäytetyön aiheen sain Apugenius Oy:ltä ja työ toteutettiin kirjallisuustutkielmana. Opinnäytetyön tarkoituksena oli kartoittaa energianhallintastrategioita ja tutkia miten range extender -laite toimii range extenderillä varustetun kaupunkisähkölinja-auton tapauksessa. Energianhallintastrategioiden tutkiminen range extenderillä varustetulle ajoneuvoille on tärkeää, jotta hybridiajoneuvot voivat käyttää energianlähteiden energiaa tehokkaasti ja järkevästi.

Opinnäytetyössä käsiteltiin yleisesti sähkölinja-autojen tyypit ja niiden erot sekä hybridi- ja täyssähkölinja-autojen akustoon ja lataukseen liittyviä asioita. Työssä käsiteltiin myös kaupunkisähkölinja-autojen energiankäyttöä ja energiankulutukseen liittyviä asioita. Opinnäytetyön pääaiheet olivat range extender -laitteistot ja niillä varustettujen ajoneuvojen energianhallintastrategiat. Pohdinnassa käsiteltiin range extendereitä ja niiden toimintaa Suomen olosuhteissa. Työssä tutkittiin tutkimusraportteja ja kirjallisuutta, joiden perusteella tehtiin työn johtopäätökset.

On olemassa monia energianhallintastrategioita, joita voidaan käyttää range extenderillä varustetuissa kaupunkisähkölinja-autoissa. Suosittuja käytettyjä energianhallintastrategioita ovat erilaiset sääntöihin perustuvat strategiat ja optimointiin perustuvat strategiat, joissa käytetään dynaamista ohjelmointia. Range extender voi toimia energianhallintastrategioissa monella eri tavalla tuottaen energiaa erilaisten sääntöjen avulla tai optimoinnista saatujen tietojen pohjalta optimaalisesti tietyllä ajosyklillä.

The subject for this thesis was given by Apugenius Oy.This thesis was done as a literary based thesis. The objective was to survey energy management strategies to range extended city buses and find how range extenders work on range extended city buses. Research on energy management strategies is important so that hybrid vehicles can use energy sources efficiently and sensibly.

This thesis covers different types of electric buses in general and differences between buses. Thesis also covers general information about electric bus batteries, charging and how electric buses use energy and which things affect energy consumption. The main topics were range extender devices and range extended vehicle energy management strategies. Discussion covers considerations on range extenders and on how they operate in the Finnish environment. Conclusions were made using literature and research reports.

There are many possible energy management strategies to range extended city buses which can be used. Popular energy management strategies include different rule-based strategies and optimization-based strategies which utilize dynamic programming. A range extender device can workin many ways producing energy to a vehicle with set of different rules or based on optimization results in specific driving cycle.