Henkilöauton sähkömuunnoksen vertailulaskelma

Abstract

Tässä työssä tutkittiin tavallisen polttomoottorilla varustetun vanhemman urheilullisen henkilöauton muuttamista sähkökäyttöiseksi. Tavoitteena oli valita sähkökäyttöä varten auton alkuperäistä suorituskykyä vastaavat sähkökäytön komponentit ja vertailla suorituskykyä alkuperäiseen polttomoottoriin. Laskennassa luotiin auton alkuperäisten arvojen perusteella autosta laskentamalli, jonka avulla voitiin vertailla alkuperäisen polttomoottorin suorituskykyä ja kulutusta sähköiseen voimansiirtoon sekä vaihteiston kanssa, että myös ilman vaihteistoa.

Työssä päädyttiin laskujen ja simulointien jälkeen tulokseen, että sähkömuunnos on varsin kannattava, myös vaihteistoa on hyvä käyttää muunnoksessa, jos käytettävän sähkömoottorin korkean hyötysuhteen alue ei ole kovinkaan laaja. Vaihteiston avulla saadaan sähkömoottori toimimaan mahdollisimman hyvällä hyötysuhteen alueella mahdollisimman paljon ajoajasta, jolloin kulutus vastaamasti myös pienenee ja kiihtyvyys paranee johtuen useammasta mahdollisesta välityksestä. Hyvällä laajavääntöisellä korkean hyötysuhteen moottorilla vaihteisto ei ole tarpeellinen.

Jatkokehityksenä olisi hyvä kokeilla laadukasta AC-moottoria, jolloin vaihteisto voidaan jättää pois ja näin säästää jonkin verran painoa. Toisaalta laadukkaat laajavääntöiset ajoneuvokäyttöön soveltuvat AC-moottorit ovat varsin kalliita ja vaativat myös monimutkaisemman ja kalliimman taajuusmuuttajan ohjaamaan moottoria. Laskemalla ajoneuvon voimansiirron välitykset sähkömoottorille optimaalisiksi, saadaan sähkömoottori toimimaan parhaalla hyötysuhteen alueella mahdollisimman paljon, jolloin ajaminen on mahdollisimman taloudellista.

The aim of this study was to compare the electric motor to the original gasoline engine. Both engines performance and consumption was studied in different transmission ver-sions.

After the calculations results were good. The gearbox is good to use if the electric motor efficiency is not good. Gearbox will help the electric motor to operate with good efficiency thus consumption is reduced and the acceleration is improved.

The next thing would be good to try high quality AC motor so that the gear can be re-moved. High quality AC motors are expensive and require complicated and expensive controller. By changing the transmission gears electric motor operates with good effi-ciency which enables the economic driving.