Linja-auton ajoneuvolaitteiden virranhallinnan optimointi

Thumbnail Image

Files

master_Lehtonen_Teemu_2022.pdf (2.35 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2022-03-21

Department

Major/Subject

Sustainable Energy Systems and Markets

Mcode

ELEC3048

Degree programme

Master's Programme in Advanced Energy Solutions

Language

fi

Pages

38+10

Series

Abstract

Tämän työn tarkoituksena on tutkia Helsingin Seudun Liikenteen (HSL) käytössä olevien bussien virranhallinnalliset kyvykkyydet. Työn empiirisessä osuudessa mitataan linja-auton kokonaisvirrankulutuksen lisäksi jälkiasenteisten laitteiden virrankulutus. Mittausten lisäksi työssä tutustutaan julkisen liikenteen standardeihin. Standardien asettamien vaatimusten ja suositusten avulla selvitetään täyttyvätkö virranhallinnalliset tarpeet linja-autossa. Työssä toteutettiin mittauksia dieselkäyttöisessä linja-autossa. Mittausten perusteella linja-auton keskimääräinen virrankulutus on 40 ampeeria, kun ilmastoinnin aiheuttamaa kuormaa ei huomioida. Ilmastoinnin maksimivirrankulutus on 35 ampeeria. Kesäisin, kun ilmastointia tarvitaan eniten, keskimääräinen virrankulutus on 75 ampeeria, muina vuodenaikoina kulutus on pienempää. Lisäksi linja-autoissa virtapiikit ovat käynnistyksen aikana vähintään 100 ampeeria. Linja-auton laturit tuottavat tyhjäkäynnillä 185 ampeeria virtaa, joten linja-autossa virrantuotto ylittää kulutuksen. Ylimääräinen virrantuotanto voidaan hyödyntää bussin akkujen lataamiseen. Linja-autojen akut toimivat energiavarastoina silloin kun ajoneuvo ei ole käynnissä. Vanhemmissa linja-autoissa akut eivät enää riitä nykypäivän tarpeisiin, jolloin pidemmässä seisonnassa linja-autojen tulee olla latauksessa. Jälkiasenteisten laitteiden virrankulutus on noin 10 prosenttia linja-auton kokonaisvirrankulutuksesta. Jälkiasenteisten laitteiden lisäksi muun muassa ajopiirturi sekä varkaudenestolaitteet tarvitsevat virtaa ajoneuvon ollessa seisonnassa, joten akkujen merkitys korostuu. Jälkiasenteiset laitteet täyttävät suurelta osin standardien vaatimukset, mutta puutteita on pienimmän virran tilassa eli ns. nukkumistilassa, jossa jälkiasenteiset laitteet kuluttavat enemmän virtaa kuin mikä on standardin raja-arvo.

The purpose of this thesis is to study the electrical capabilities of busses procured by Helsinki Region Transport (HSL) in terms of power management by performing measurements within those busses. Measurements provide information of the electrical load of the bus and electrical current of the retrofitted electrical equipment in the bus. Also, this thesis explores public transport standards and what are the requirements and guidelines for busses. Measurements made for the purpose of this thesis were implemented in a diesel-powered bus. Based on the measurements, average load of the bus is 40 amperes, excluding the load caused by the air-conditioning. Maximum load of the air-conditioning is 35 amperes. This means that during the summertime when air-conditioning is needed the most, average load of the bus is 75 amperes, and the load is lower over the remaining seasons. Furthermore, during ignition current peaks in the bus are at least 100 amperes. Alternators of the busses provide 185 amperes of current when idling, therefore current production exceeds the average load of the bus. Surplus of the current production can be used to recharge vehicles batteries for reignition of the bus. Batteries operate as energy storages when the bus is not running. Batteries of the older busses are insufficient for the demands of the latest electrical equipment, which means that if bus is being parked for a longer period it must be in charge via cable. The load of retrofitted electrical equipment is approximately 10 percent of the entire bus load. Among other things, anti-theft devices, tachograph and retrofitted equipment consume power while the vehicle is parked. To a great degree, retrofitted equipment fulfills the standard requirements, but during sleep mode also known as minimum power mode these retrofitted devices exceed the given limit of the standards.

Description

Supervisor

Lehtonen, Matti

Thesis advisor

Töyry, Timo

Keywords

linja-auto, virranhallinta, jälkiasenteiset laitteet, akku, laturi

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202203272582

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC