Henkilöautoliikenteen energiatehokkuuden parantaminen käyttäjälähtöisin toimin EFFICARUSE. TransEco Seminaari Jukka Nuottimäki, VTT

HTML
DOWNLOAD

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Henkilöautoliikenteen energiatehokkuuden parantaminen käyttäjälähtöisin toimin EFFICARUSE. TransEco Seminaari Jukka Nuottimäki, VTT"

Niilo Aarne Aro
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Henkilöautoliikenteen energiatehokkuuden parantaminen käyttäjälähtöisin toimin EFFICARUSE TransEco Seminaari Jukka Nuottimäki, VTT

2 Polttoaineen kulutus / CO 2 päästö LIIKENTEEN ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMINEN käyttö hankinnat ajamisen tehostamisella luotua vähennyspotentiaalia olemassa oleva autokanta nykyhetki Laurikko 2010 tuleva autokanta autokantaa muuttavaa kehityspotentiaalia uusissa autoissa

3 Alatehtäväkokonaisuudet Energiataloudellinen ajaminen ja auton käyttö Ecodrviving ja ajajan apuneuvot, ohjeistus ja rengasvalinnat Henkilöautojen propulsiotekniikat Teknisten vaihtoehtojen vertailu Suomen olosuhteissa Sähkö- ja hybridiajoneuvojen suorituskyky ja energiatalous Erityisesti kylmissä olosuhteissa

4 ENERGIATALOUDELLINEN AJAMINEN Energian tehokas TUOTTAMINEN Uudet moottoritekniikat Ominaiskulutuskäyrästöt Vaihteiden käytön vaikutus kulutukseen Vaihteistojen kehitys Vaihteiden käytön optimointi Tavoitteena taloudellisen ajotavan teoriapohjan kehittäminen Simulointimahdollisuuksien edistäminen Energian TARPEEN minimointi Liikennetilanteen ennakointi Ajotapa, kiihdytykset Reitinvalinta Huolto ja ylläpito Rengaspaine, rengasvalinnat Öljyt katsastustilastot Palaute & koulutus Koulutuksen kehittäminen Taloudellista ajotapaa tukevat apuvälineet

5 Vastusvoima (F) ENERGIATALOUDELLINEN AJAMINEN Ajovastukset Ajovastusvertailu +48 % +30 % +15 % VW Caddy 1975 kg Ford Focus 1330 kg Opel Astra 1405 kg Toyota Auris 1365 kg VW Golf 1360 kg 100 Volvo V50 DRIVe 1400 kg Nopeus (km/h)

6 Momentti [Nm] ENERGIATALOUDELLINEN AJAMINEN Ominaiskulutuskäyrä VW Golf 1.4 TSI kw 15 kw 10 kw 5 kw kw kw kw 50 kw kw kw kw 10 kw 90 kw 90 kw kw kw 60 kw 50 kw 40 kw 30 kw 20 kw 15 kw RPM [1/min]

7 Momentti [Nm] ENERGIATALOUDELLINEN AJAMINEN Ominaiskulutuskäyrä VW Golf 1.4 TSI Optimi noin % kuormalla kw 15 kw 10 kw 5 kw kw kw kw 50 kw kw kw kw 10 kw 90 kw 90 kw kw kw 60 kw 50 kw 40 kw 30 kw 20 kw 15 kw RPM [1/min] Nopeudella vaihde 6,8 l/100 5 vaihde 7,7 l/100 km

8 CO2 g/km ENERGIATALOUDELLINEN AJAMINEN vaihteiden käytön vaikutus kulutukseen Keskiarvo 166 g/km Vaihteiden käytön vaikutus kulutukseen Keskiarvo 159 g/km kulutus pieneni noin 3-7 % Yaris Golf A4 Avensis Auris Ceed Astra Focus V50 Mondeo 100 NEDC NEDC muokatuilla vaihtokohdilla Vaihtamiskohdat määritelty pääosin mitattujen ominaiskulutuskäyrästöjen avulla. Muutamassa autossa hyödynnettiin auton omaa vaihdeopastinta

9 ENERGIATALOUDELLINEN AJAMINEN yhteenveto 14 ajoneuvon ominaiskulutuskäyrät on mitattu Turboahtaminen laajentaa moottorin edullista käyttöaluetta Ominaiskulutuksen minimi noin % kuormituksella ja pääosin kierrosalueella rpm, muutamassa autossa rpm Paremmalla vaihteiden käytöllä keskimäärin noin 5 % kulutussäästö NEDC testissä Rengastutkimus aloitettu Vierintävastuksen lisäksi tutkitaan myös muiden parametrien vaikutusta kulutukseen (halkaisija, leveys, paino jne) Taloudellista ajotapaa edesauttavien laitteiden tutkimus jatkuu Kylmän vaikutusta sekä kulutusta todellisessa ajossa tullaan tutkimaan vielä muiden alatehtävien yhteydessä

10 HENKILÖAUTOJEN PROPULSIOTEKNIIKAT Lähtökohta ja tavoite Tavoitteena hankkia keskenään vertailukelpoiset perustiedot henkilöautojen voimalaite- ja käyttövoimavaihtoehdoista, jotka ovat markkinoilla tai tulossa markkinoille seuraavan 5 vuoden kuluessa Nämä vaihtoehdot ovat ne rakennuspalikat, joista autokantamme koostetaan seuraavan 20 vuoden aikana, eli 2020 autokannan ominaisuudet. Mahdollisuudet CO 2 vähenemiin, uusiutuvan energian käyttöön jne., syntyvät näistä osatekijöistä Antaa pohjaa myös eri polttoaineketjujen tarkasteluille ja vertailutason eri tekniikoiden kehityshankkeille Mitattavana eri tekniikoilla varustettuja autoja, yhteensä n. 25 kpl Bensiini, Diesel, FFV, CNG, BEV, HEV, PHEV jne. Näkökulmat: Energian / polttoaineen tarve ja kulutus Pakokaasupäästöt Käytettävyys & energiatehokkuus Etenkin kylmissä olosuhteissa Mahdolliset riskit pitkäaikaisessa käytössä Esim. Monimutkainen pakokaasujen jälkikäsittelylaitteisto saattaa vikaantua, sähköauton akun lyhyt käyttöikä jne.

11 HENKILÖAUTOJEN PROPULSIOTEKNIIKAT Mistä tekniikoista tarkasteltavat vaihtoehdot koostuvat? Bensiini Diesel FFV & CNG Sähkö- ja hybridiautot Polttoaineen suihkutus imusarjaan Euro 6 Polttoaineen suihkutus imusarjaan Hybrid Electric Vehicle (HEV) Suorasuihkutus Start-stop Suorasuihkutus Plug-in-HEV (PHEV) Muuttuva imuventtiiliajoitus Teho yli 110 kw, CO2 alle 120 g/km Muuttuva imuventtiiliajoitus Battery Electric Vehicle (BEV) Muuttuva imu- ja pakoventtiiliajoitus Down-sizing 3 sylinterinen Muuttuva imu- ja pakoventtiiliajoitus Extended-Range Electric Vehicle (EREV) Muuttuva venttiilinosto Muuttuva venttiilinosto Down-sizing ja turbo Down-sizing ja tupla ahdin Kaksoiskytkinvaihteisto Down-sizing ja turbo

12 SÄHKÖ- JA HYBRIDIAUTOT Tavoiteltavat tulokset ja hyödyt Luo tarvittavaa perustietoa sähköautoista erilaisiin moottori/voimalaite & polttoaine/energia -yhdistelmien OBJEKTIIVISEEN well-to-wheel vertailuun Auttaa alan tuotekehitystä määrittämällä energian kulutuksen eri käyttötilanteissa ja olosuhteissa tuoteparannukset (akut, ohjausjärjestelmät jne.) erilaiset strategiat sähkön ja moottorin käytöille & lämmityksille Auttaa auton käyttäjiä määrittämällä suorituskyvyn & energian kulutuksen todellisissa käyttötilanteissa ja ajo-olosuhteissa autojen käytön edellytykset ja potentiaali lataustarpeen määrittelyt

13 kwh / km SÄHKÖ- JA HYBRIDIAUTOT Caddy EV toiminta kylmässä % 68% 66% 64% 62% 60% 58% 56% 54% Energiankulutus kwh / km Diesel Hyötysuhde tank-to-wheel Energiankulutus kasvaa noin 15 % Hyötysuhde laskee noin 8 %

14 kwh / km SÄHKÖ- JA HYBRIDIAUTOT Caddy EV vs Caddy TDI % 27% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Energiankulutus kwh / km Diesel Energiankulutus kwh / km Sähkö Hyötysuhde Diesel (tank-to-wheel) Hyötysuhde Sähkö (tank-to-wheel) DIESEL Energiantarve lisääntyy yli 30 % Hyötysuhde laskee yli 20 % Energiankulutus noin 1/3 polttomoottorin kulutuksesta

15 Miten tästä eteenpäin? Taloudellinen ajotapa Rengastutkimus Auton kiihdyttäminen taloudellisesti Taloudellista ajotapaa edesauttavat välineet Simulointivalmiuksien kehittäminen Propulsio Tavoitelluista noin 25 autosta on mitattu 10. Mitattavien autojen tuloksia hyödynnetään muissakin alatehtävissä. Sähkö- ja hybridiautot Mittauksiin vielä vähintään yksi täyssähköauto Benchmarkkaus Propulsio alatehtävän tuloksilla

16 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa

Samankaltaiset tiedostot

HENKILÖAUTOLIIKENTEEN ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMINEN KÄYTTÄJÄLÄHTÖISIN TOIMIN EFFICARUSE

HENKILÖAUTOLIIKENTEEN ENERGIATEHOKKUUDEN PARANTAMINEN KÄYTTÄJÄLÄHTÖISIN TOIMIN EFFICARUSE Juhani Laurikko, VTT 18.11.2010 22.11.2010 2 PÄÄSTÖMÄÄRÄN PERUSTEKIJÄT Yhdyskuntarakenne, joukkoliikenteen tarjonta