Raskaan hybridiajoneuvon suuntaajien ja ohjausjärjestelmän testausympäristö

Abstract

Tässä työssä tutustutaan hybriditeknologiaan ja hardware-in-the-loop simulointiin raskaiden ajoneuvojen näkökulmasta. Aiheeseen liittyen luodaan myös katsaus muutamiin erilaisiin ajoneuvo-ohjausyksiköihin sekä ajosykleihin. Käytännön osuudessa toteutetaan hybridiajoneuvon ohjausjärjestelmä laboratorioon rakennetulle simulaattorilaitteistolle. Tämän ohjausjärjestelmän tehtävänä on huolehtia energiatasapainon ylläpidosta ja ajoneuvon dynamiikan simuloinnista sekä samalla kerätä ja esittää dataa ajoista.

Simulaattoria ja ohjausjärjestelmää testataan ajamalla standardoitua ajosykliä, ja tulosten avulla todetaan, että järjestelmä soveltuu hyvin hybridiajoneuvojärjestelmän kehittämisen apuvälineeksi. Lisäksi nähdään käytännössä, kuinka hybridiajoneuvolla voidaan saada merkittäviä polttoaine- ja päästösäästöjä. Valmista ohjausjärjestelmää voidaan jatkossa käyttää erilaisten ohjausstrategioiden sekä fyysisten laitteiden, lähinnä suuntaajien, testausalustana.

This thesis introduces hybrid electric technology and hardware-in-the-loop simulation from the point of view of heavy vehicles. In addition, a quick look into driving cycles and different electronic control units of vehicles is taken. In the practical part of the work, a control system for a hybrid vehicle is implemented into a laboratory simulator equipment. This control system takes care of maintaining the energy balance as well as simulating the vehicle's dynamics. It also collects and displays data during the simulation.

The simulator and the control system are tested by running a standard drive cycle. This shows that the system can be used as a tool in the development of hybrid vehicle systems. In addition, we see in practice how a hybrid vehicle can generate clear savings in both fuel costs as well as emissions. Going forward, the completed system can be used as a platform for control strategy and frequency converter tests.