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Transformació d'autobusos convencionals a híbrids

AMTU
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Sr. Mario Segura Massip Gesmon Es presenta una solució per reconvertir els autobusos urbans amb tracció dièsel o gas natural comprimit a autobusos híbrids dièsel o GNC amb tracció elèctrica. Aquest desenvolupament s'emmarca dins d'un projecte liderat per TMB en ambdues versions i Gas Natural Fenosa per la versió GNC. La solució consisteix en substituir la caixa de velocitats per un generador trifàsic acoplat al motor tèrmic i la instal•lació de motors elèctrics per a l'accionament de les rodes. Amb això s'aconsegueix un estalvi de combustible d'aproximadament un 28% en l'explotació, amb el conseqüent estalvi en emissions que aquest resultat comporta.

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Transformació d'autobusos convencionals a híbrids

  • 1. TMB HYBRID RETROFIT Soluciones sostenibles para el Transporte Público.
  • 2. 1. Medio Ambiente Medio Ambiente 1 las emisiones por generación de energía y transporte de personas Organización del proyecto 2 Objetivo del proyecto Reducción de emisiones 3 Reducción acústica Ahorro de Combustible 4 Slideshow 5 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 3. Comparativo de emisores de CO2 Fuente: www.energy.eu 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 4. Coste de la energía Coste de producción de energía eléctrica y correspondencia en salud por emisiones generación de energía primaria Fuente: Le projet ExternE de la Communauté Européenne 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 5. Recomendación UE combustibles alternativos 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 6. Recomendación UE mejora técnica de vehículos Source:EST 18948_ EN Unión Europea 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 7. 2. Organización del Proyecto Medio Ambiente 1 Marco de trabajo Organización del proyecto 2 Objetivo del proyecto 3 Reducción de emisiones Reducción acústica Ahorro de Combustible 4 Slideshow 5 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 8. 2. Organización del Proyecto Project Management TBD Homologación Hybrid Drives Montaje Integración Suministro kits Testing 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 9. 3. Desarrollo del proyecto. Medio Ambiente 1 Coste de las emisiones por generación de energía y transporte de personas Organización del proyecto Integración mecánica 2 Integración Eléctrica Desarrollo del proyecto 3 Reducción de Emisiones Reducción Acústica Ahorro de Combustible 4 Slideshow 5 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 10. 3. Objetivo del proyecto ■ Reducción en un 25% de combustible ■ Reducción acorde en emisiones ■ Reducción de ruido 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 11. 3. Desarrollo del proyecto ■ COMPARATIVA DE EMISIONES DIESEL Y GNC Emissions CO2 CO NOx HC MP SO2 g/Km g/Km g/Km g/Km g/Km g/Km * Diesel 1.400 2,82 6,59 0,95 0,139 1,46 * GNC 1.046 2,11 0,52 0,35 0,027 0 * Source: Rijkeboer (IANGV 1997), Nylund (IANGV 1997), Fundació Bosch i Gimpera, Engine Fuel and Emissions Engineering Inc., International Energy Agency, Peter Doisen (Volvo car Corporation), Certificación Dir 1999/96 EC (EEV), Comisión Europea, UTT Processes (2004), DTSS Grupo Gas Natural 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 12. 3. Desarrollo del proyecto y objetivo 1,0 Kg CO2 / Km x ≈ 175 Km / day = 175 Kg CO2 day per Coach 175 Kg CO2 x 100 Buses = 17.500 Kg CO2 / day 17.500 Kg CO2 / day x 340 days = 5.950.000 Kg CO2 / year 25 % Reduction means: ≈ - 1.487 Tm. CO2 per year 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 13. 3. Desarrollo del proyecto y objetivo ■ Valoración económica de las emisiones en vehículo Diesel. Elemento CO2 CO Nox HC MP Sox Valor de medida kg/km g/km g/km g/km g/km g/km Valor actual por km 1,400 2,82 6,59 0,95 0,139 1,46 77.000 155 362 52 8 80 Valor actual año 55.000 km Reducción año con vehículo 19.250 39 91 13 2 20 híbrido kg kg/km año kg/km año kg/km año kg/km año kg/km año kg/km año Valor final 57.750 116 272 39 6 60 Emission rate 2007 (€/Kg) * 0,02 ** 9,9 1 8,7 6,3 Anual emission values (€) 385 ND 897 13 17 126 Savings in 10 years 100 units (€) 385.000 ND 897.064 13.063 16.628 126.473 Total savings after 10 years (€) 1.311.754 * Source: Comisión europea COM (2007) 817 final ** Not available 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 14. 3. Desarrollo del proyecto y objetivo ■ Reducción de ruido * Vehicle GNC 79 dB Target Hybrid Up to 76 dB vehicle Estimated Acoustic reduction about 50% * Source TMB 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 15. Retrofit Vehiculo Diesel a Híbrido Diesel eléctrico Concepte Fent servir sistemes State of Art, es realitza inicialment el concepte i la viabilitat tècnica del projecte. Desenvolupament del Projecte -Accions sobre el vehicle actual -Integració mecànica dels equips -Integració electrònica. -Adaptacions Software segons vehicle -Integració de sistemes hidràulics, pneumátics i de refrigeració -Personalització de l’estratègia Start Stop Construcció del prototip Conjuntament amb el client, ens encarreguem del muntatge dels sistemes i les proves necessàries. D’aquesta manera, definim l’estratègia més addient segons els cicles de circulació Entrega de kits per a muntatge final sèrie Gesmon subministra els kits per fer el muntatge final al taller que el client triï Homologació Gestió de l’homologació del vehicle Formació Formació als conductors i tallers de reparació 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 16. 3. Solución adoptada por GESMON ■ INTEGRACION COMPLETA HIBRIDO SERIE • Generador • Inverter para el generador • Motor de tracción 1, Motor de tracción 2 y Motor auxiliar • Inverters Motor 1, Motor 2 y Motor auxiliar • Ultra-Caps o Baterias • Circuito reactivo para Motor 1 y Motor 2 (opción U-Caps) • Brake resistor • Master Controller • Cableado • Refrigeración, escape y transmisión • EMC’s • Homologación • Documentación • Pruebas 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 17. Característica de funcionamiento Autobús Urbano Perfil con frenadas y arranques contínuos Elegiremos una estrategia Start – Stop con Ultracondensadores Fuente: European Co-operation in the Field of Scientific and Technical Research Paris 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 18. 3. Concepto inicial de arquitectura Híbrido Serie ■ INTEGRACION MECANICA Retrofit Sistema de tracción • Eliminar caja de cambio • Acoplar el Generador al motor de GNC • Cortar el eje de reenvio y acoplar 2 motores eléctricos • Almacenamiento de energía, electrónica y Refrigeración 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 19. Cálculos de carrocería Masa de equipos suspendida en la estructura superior Trampilla Equipos bancada La masa de equipos y componentes se ha considerado utilizando 15Kg techo 300 Kg elementos de tipo masa concentrada (color rojo), conectados a la Trampilla estructura mediante elementos rígidos (color azul) 15Kg Aire acondicionado 220 Kg Equipos bancada ucaps 485 Kg 80 Kg adicionales por pilar delantero Mecanismo puertas 30Kg Cada uno de los 6 Mecanismo puertas pilares absorbe 60 Kg 30Kg adicionales 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 20. Cálculos de carrocería Comparativa en el caso de curva a derechas: Sin bancada Units: mm Con bancada -13 mm Units: m -10 mm DIAGRAMA DE GOODMAN 300 Factor de escala en los 250 Tensió alternada (MPa) 200 desplazamientos x 50 150 100 50 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Tensió mitja (MPa) 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 21. 3. Integración Eléctrica ■ INTEGRACION ELECTRICA • CAN BUS analisis 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 22. 3. Integración Eléctrica ■ ELECTRICAL INTEGRATION • CAN BUS analysis 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 23. 3. Integración Eléctrica ■ INTEGRACION ELECTRICA ■ Desarrollo SW Própio para análisis CAN BUS 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 24. 3. Aspecto final ■ INTEGRACION MECANICA Retrofit Sistema de tracción • Eliminar caja de cambio • Acoplar el Generador al motor GNC • Cortar el cardan y acoplar 2 motores eléctricos • Almacenamiento de energía, electrónica y Refrigeración 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 25. 3. Kits de Montaje ■ Aspecto de la instalación 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 26. Descripción del proyecto Project Organization 1 Coste de las emisiones por generación de energía y transporte de personas EDAG Alcance del Proyecto Integración mecánica 2 Integración Eléctrica Objetivo del proyecto 3 Reducción de emisiones Reducción acústica Ahorro de Combustible 4 Slideshow 5 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 27. 4. Ahorro de Combustible ■ El Ahorro de combustible depende de los siguientes factores ■ Tipo de línea ( Llano, Mar-Montaña) ■ Tipo de conducción y tráfico cuantas más arrancadas- frenadas mayor es la diferencia en cuanto al consumo, repesto a un vehículo convencional ■ El vehículo no está pensado para recorridos con pocas paradas, en ese caso la diferencia es en cuanto a otros vehículos menor. ■ Promedio de ahorro del vehículo híbrido Diesel o GNC es del 28% 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 28. Descripción del proyecto Organización del Proyecto 1 Coste de las emisiones por generación de energía y transporte de personas EDAG Alcance del proyecto Integración mecánica 2 Integración eléctrica Objetivo del proyecto 3 Reducción de emisiones Reducción acústica Ahorro de combustible 4 Slideshow 5 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 29. Retrofit Vehiculo Diesel a Híbrido Diesel elèctrico Concepte Fent servir sistemes State of Art, es realitza inicialment el concepte i la viabilitat tècnica del projecte. Desenvolupament del Projecte -Accions sobre el vehicle actual -Integració mecànica dels equips -Integració electrònica. -Adaptacions Software segons vehicle -Integració de sistemes hidràulics, pneumátics i de refrigeració -Personalització de l’estratègia Start Stop Construcció del prototip Conjuntament amb el client, ens encarreguem del muntatge dels sistemes i les proves necessàries. D’aquesta manera, definim l’estratègia més addient segons els cicles de circulació Entrega de kits per a muntatge final sèrie Gesmon subministra els kits per fer el muntatge final al taller que el client triï Homologació Gestió de l’homologació del vehicle Formació Formació als conductors i tallers de reparació 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 30. 5. Slideshow 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 31. 5. Bancada Techo Híbrido Diesel 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 32. Vehículos en funcionamiento: 45 unidades motor IVECO Euro III a TMB , 4 a EMT Madrid 1 EMT Valencia 25 unidades Euro IV a TMB 1 prototipo motor IVECO GNC del que se están construyendo 30 unidades más a TMB. Page 32 of 3 TMB Hibrido Segura, Mario, EDAG Spain / EE, 04/2010 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG
  • 33. GESMON SL. Soluciones sostenibles para el Transporte Público. Contact: Alberto Edjogo Tel.: +34 93645-5292 Mario Segura Tel.: +34 93645-5292 Managing Director Director Técnico eMail: alberto.edjogo@gesmon.es GSM: +34 616 093 369 eMail: mario.segura@gesmon.es GSM: +34 610 575 470 40.70.10.V02_Präsentationsvorlage Quer EDAG