פוטנציאל הפליטה של יצרני מערכות הנעה בהודו.
בחוברת זו, הנציבות האירופית מציגה חתך של העבודה המצוינת שמתבצעת על ידי חוקרים ברחבי אירופה במסגרת תוכנית המסגרת של הנציבות. פרטי התקשרות מסופקים גם למי שרוצה מידע נוסף על כל אחד מהפרויקטים הללו.
ניידות בת קיימא הפכה לעדיפות בעקבות דאגות סביבתיות, כלומר. פליטות ודלדול של דלקים מאובנים. הביקוש הגובר לרכבים חסכוניים יותר בדלק כדי להפחית את צריכת האנרגיה וזיהום האוויר מהווה אתגר לתעשיית הרכב. ניתן להשיג שיפורים משמעותיים בצריכת הדלק על ידי הפחתת משקל של הרכב וכן על ידי שיפורים ביצרני המנועים וההנעה בהודו. אם מסת הגוף של הרכב מופחתת, יהיו הפחתות מסה משניות ברמת הרכיבים, במיוחד במערכת ההנעה. בעולם, יצרני רכב עסקו במאמצים לפתח חלופות קלות יותר באמצעות סגסוגות אלומיניום וחומרים קלים אחרים, כדי להפחית את דרישת האנרגיה, לשפר את צריכת הדלק ולהפחית פליטת כלי רכב. בעוד הגידול בניידות גדל במהירות בהודו, הבסיס המותקן עדיין קטן יחסית, בהשוואה למדינות המפותחות. מכאן שניתן יהיה להשפיע על צמיחת מערכות התחבורה, באמצעות צעדי מדיניות, להורדת טביעת הרגל הפחמנית.
מכשיר על מעגל משולב מספק ממשק גמיש בזמן אמת בין כניסות מרכיבי רכב ויציאות לרכיבי בקרת הרכב. הפונקציות מורכבות ממטריצת חיבור הניתנת לתכנות, חיישני מנוע וממשק בקרה. גם חיישני המנוע וגם פונקציות הבקרה מורכבות מפונקציות קבועות עם חוט קשיח ואזור חומרה להתאמה אישית. לפיכך, המנגנון מספק אמצעים למטרת בקרת אירועי הנעה גמישים עבור הדור הבא של רכבות הכוח המזהמות נמוך של כלי רכב.
השימוש באלומיניום ביישומי רכב הולך ומתרחב. אלומיניום מציע אלטרנטיבה בעלת משקל נמוך יותר לפלדה, ועלולה להגביר את היעילות של כלי רכב. עם זאת, היישום של אלומיניום היה רק בתחומי שימוש נבחרים, בעיקר אלומיניום יצוק במנוע, תיבת ההילוכים ובגלגלים. תחומים אחרים מציעים פוטנציאל לצמיחה שיכול להרחיב משמעותית את כמות האלומיניום בשימוש בכלי רכב. העלות היא החסם העיקרי בפני שימוש מוגבר באלומיניום. לעלות קשורות טכנולוגיות ייצור אלומיניום שעדיין אינן מתקדמות מספיק כדי לייצר רכיבי אלומיניום בנקודות מחיר נמוכות מספיק כדי שאלומיניום יתחרה בחומרי רכב מסורתיים. הטכנולוגיות של היום דורשות שימוש בסגסוגות במחיר גבוה יותר עבור הרכיבים
יצרני מערכות הנעה לרכב בהודו התעניינו יותר ויותר ביעילות של רכיבי קו הנעה ופוטנציאלים אחרים של חיסכון בדלק, בשל הביקוש הגובר של לקוחות אירופה לרכבים עם צריכת דלק נמוכה יותר, כמו גם תקנות צריכת הדלק הממוצעת (CAFE) של ארצות הברית. מדינות. על מנת לתמוך בצרכים אלה, Steyr-Daimler-Puch-AG החלה למדוד ולדמות הפסדי ספין בשנת 1995. חקירה שיטתית זו יזמה את עבודתו של המחבר בשיתוף המכון להנדסת מכונות ב-TU Graz.
הפחתת שינויי האקלים על ידי הפחתת פליטת פחמן היא אחת הבעיות הגדולות והמורכבות ביותר איתם התמודד העולם אי פעם. חדשנות טכנולוגית משחקת תפקיד מרכזי בהתמודדות עם אתגר זה. מעצמות תעשייתיות ותיקות וחדשות כאחד משנות יותר ויותר את מסגרות המדיניות שלהן כדי לעודד השקעות וחדשנות דלת פחמן. פרויקט המחקר "מסלולים טכנולוגיים לחדשנות דלת פחמן בסין, אירופה והודו" חקר באיזו מידה, כיצד ומדוע המסלולים הטכנולוגיים שונים בין המדינות. מקרי מקרים נערכו בטכנולוגיות חשמליות ואנרגיית רוח. הכלכלה האבולוציונית הוכיחה כיצד בחירות ראשוניות של טכנולוגיות ומוסדות מונעות אפשרויות מסוימות בשלבים מאוחרים יותר; לפיכך, חידושים מתפתחים באופן מצטבר ומצטבר, וכתוצאה מכך מסלולים טכנולוגיים ספציפיים להקשר. כיצד תעשיות מסתגלות, אילו חלופות צצות, באיזו מהירות הן הופכות לתחרותיות ובסופו של דבר מחליפות את הטכנולוגיות הקיימות, לכן עוקבות אחר מסלולים טכנולוגיים ספציפיים למדינה.
אנו מבקשים להבין את ההשפעות היחסיות שעשויות להיות למדיניות ותמריצים המתמקדים בניידות אלקטרונית על נתחי השוק הטכנולוגיים של מכוניות נוסעים, ועל דרישות האנרגיה הקשורות לצי ופליטת גזי חממה. יש לנו מיקוד רחב של האיחוד האירופי (EU), ומכאן להסיק אילו המלצות ניתן לספק למדינות המתכוונות לעודד ניידות אלקטרונית בעתיד הקרוב. למשימה זו אנו משלבים שני דגמים פנימיים של צי הרכב והשוק שפותחו על ידי מרכז המחקר המשותף של הנציבות האירופית. פוטנציאל הפליטה של יצרני מערכות הנעה בהודו.מסקנת המדיניות העיקרית שלנו היא שלמרות שמדיניות שאפתנית עשויה להוביל לשיפורים גדולים ביעילות ובפליטות הספציפיות, השפעות מסדר שני עשויות להוביל להגברת הפעילות של מכוניות נוסעים, ולהגביל את שיפור הפליטה הכולל שהושג. לכן, כל תיק מדיניות דורש לא רק מדיניות טכנולוגית (שמכוונת הן למשתמשים והן ליצרני מערכות הנעה בהודו), אלא גם יצטרך לטפל בדפוסי ניידות רחבים יותר בגישה משולבת.
מערכות הנעה חלופיות נחשבות כאופציה מבטיחה להפחתת פליטת CO2 ממכוניות נוסעים באופן משמעותי. תנאי מוקדם אחד הוא הצגתם המוצלחת לשוק. במאמר זה, אנו מציגים מודל דינמי של מערכת המאפשר להעריך אסטרטגיות להצגת טכנולוגיות חילופי הנעה אלטרנטיביות במכוניות נוסעים ארוכות טווח (400 ק"מ) תחת תחרות. הדגם מתייחס לשתי יצרניות מתחרים בהודו, אחד מוביל ואחד עוקב, כל אחד מציג כלי רכב פלאג-אין היברידיים ורכבים חשמליים של תאי דלק על פי אסטרטגיות מוגדרות באופן אקסוגני, הכוללות פרמטרים של תזמון, תמחור ופרמטרים טכנולוגיים. יצרני מערכות ההנעה בהודו יכולים ללמוד אחד מהשני בשל זליגה טכנולוגית, מה שמוביל להפחתת עלויות של מערכות ההנעה. אנו משתמשים במערך נתונים למופת עבור שוק הרכב הגרמני כדי לחקור את השפעת היצרנים על הצלחת השוק של מערכות הנעה חלופיות, כמו גם על המנגנונים הבסיסיים.
לאחר תקופה ממושכת של יציבות טכנולוגית, תעשיית הרכב נכנסה לעידן של תסיסה, המופעל על ידי שינויים רגולטוריים, כלכליים וטכנולוגיים. התסיסה הזו התפשטה גם לפיתוח מערכת הנעה במגזר השמרני והפחות נחקר בתעשייה, כלי רכב כבדים. כל החברות הגדולות של משאיות כבדות ואוטובוסים באירופה מתנסות כעת בטכנולוגיות הינע חדשות בסדרות קטנות, בעיקר באוטובוסים, וגם ספקי מערכות היברידיות מתעשיות אחרות נכנסו לתחום. בצעד חסר תקדים, וולוו יצאה מהגישה הזהירה של החברות הגדולות בתעשייה על ידי השקת פלטפורמת הינע חדשה לחלוטין לניסוי האוטובוס ההיברידי של לונדון 2010-2012, והפיכת הפלטפורמה הזו לסטנדרט עבור האוטובוסים העירוניים העתידיים שלה באירופה. האם זה מעיד על קץ למשטר המונו-עיצוב המתמשך של מערכות הנעה בתעשייה. על ידי שימוש בגישה אורכית, השוואת וולוו והמתחרים הממוקדים בנישה שלה הן בשלבי הפיתוח והן בשלבי השוק המוקדמים, העיתון חוקר את הטכנולוגיה.
הפרויקט האירופאי המשולב 'דלקים מתחדשים עבור מערכות הנעה מתקדמת (RENEW)' ריכז 32 שותפים אירופאים ביניהם יצרני מערכות הנעה לרכב בהודו, תעשיית הנפט המינרלי, בוני מפעלים ומכוני מו"פ ומחקר ופיתוח כדי לשתף פעולה בפרויקט של ארבע שנים לביצוע פרויקט טכני. , הערכה כלכלית וסביבתית של נתיבי ייצור של דלקים מתחדשים ביומסה לנוזל (BTL). תיבדק כל השרשרת מייצור ביומסה ועד ליישום דלק במנועי בעירה של היום ובעתיד. הממשק המשותף הוא גז סינתזה (H2 בתוספת CO) המופק מביומסה לינגו-תאית (מפעלי עץ, קש ואנרגיה) באמצעות גיזוז. פישר-טרופש-דיזל, HCCI-דלק, DME ואתנול ייוצרו באמצעות סינתזה. לאחר 30 חודשים הושלם ייצור דלקי BTL ובדיקות מנוע הוכיחו את ההתאמה של דלקי מנוע כאלה. הפעילויות מתרכזות כעת באופטימיזציה נוספת של תהליכים ומפרטי דלק. חקירות על פוטנציאל הביומסה ב-EU-28 גילו פוטנציאל תחלופה ניכר של דלקים מאובנים.
הגשה זו היא סיכום של עשר ההגשות המרכיבות את תיק הדוקטורט ההנדסי. מטרת הפורטפוליו היא להדגים את התועלת של יישום מודלים וסימולציה של מערכות בתהליך פיתוח מוצר משתנה. ניתן תיאור של הלחצים התחרותיים איתם מתמודדים יצרני מערכות הנעה בהודו בסביבה העסקית של הרכב העולמי. לחצים תחרותיים כוללים דרישה לקיצור זמן לשוק, תקני איכות מוצר מחמירים, קיבולת יתר של יצרני מערכות הנעה בהודו שמגדילה עלויות קבועות ומתפשרת על שולי הרווח, וחקיקה שקשה יותר ויותר לעמוד בה.פוטנציאל הפליטה של יצרני מערכות הנעה בהודו. מוצגות תגובות אסטרטגיות ברמה גבוהה שנעשים על ידי יצרני מערכות הנעה בהודו ללחצים אלו. כל מענה אסטרטגי מצריך שינויים ארגוניים וגישות משופרות לאופן ההתנהלות העסקית השוטפת.
מערכות הנעה חשמליות ישחקו תפקיד חשוב בפיתוח ארכיטקטורות רכב עתידיות. החשמול מאפשר גיוון במקורות האנרגיה ומציע הזדמנויות גדולות להתרחבות ידידותית לסביבה בתעשיית הרכב. עם זאת, הכוננים החשמליים מהווים אתגר עבור יצרני מערכת ההנעה בהודו. מערכת ההנעה החשמלית לא רק יכולה להיחשף להפרעות, היא גם עלולה לפלוט הפרעות לרכיבים וכבלי תקשורת בסביבה. אלה עלולים להוות סיכון גבוה עבור מערכת ההנעה ועבור הנוסעים. כדי ללמוד את מערכת ההנעה החשמלית ביתר פירוט ובכך להימנע מהפרעות אלו, סימולציות הן כלי שימושי. מאמר זה מציג סוגים שונים של סימולציות של רשתות הנעה חשמליות למערכות תחבורה. כהיבט עיקרי, צימוד ההפרעות של כבלי המתח הגבוה (HV-cables) של מערכת ההנעה החשמלית לכבלי תקשורת סמוכים נלמד באמצעות הדמיית שדה המבוססת על שיטת המומנטים וגם הדמיית רשת עם SPICE.
העלייה בהיקף כלי הרכב הפועלים על מנועי בעירה פנימית הובילה לדאגה רצינית כלפי הגזים המזיקים הנפלטים מהם, המשפיעים על איזון המערכת האקולוגית הטבעית. כדי להפחית את כמות הפליטות הנפלטות מכלי רכב, תקנות הפליטה מתחזקות ללא הרף; שכל יצרני מערכות הנעה לרכב בהודו חייבים למלא. כדי לעמוד בתקנות הפליטה, בדיקת מערכת ההנעה הפכה חשובה יותר כבר מתהליך הפיתוח של רכב. ה-Hardware-in-Loop היא אחת מגישות בדיקת הכוח המאפשרת לבצע בדיקות על אובייקט בדיקה. חפץ הבדיקה יכול להיות מנוע או כל רכיב מערכת הנעה ללא צורך ברכב שלם כמו בבדיקת שלדה Dyno. מלבד אובייקט הבדיקה שהוא חומרה פיזית, נדרשים רכיבי תוכנה המכילים את כל הדגמים לשכפול בדיקות הרכב המלאות. הפונקציונליות הנכונה של רכיב התוכנה היא חיונית; אם דגם אחד מייצר התנהגות לא רצויה, כל הבדיקה יכולה להתעכב במשך ימים.
במהלך העשור האחרון, כלי רכב חשמליים היברידיים צברו נוכחות בשוק הרכב. ברחובות, בספורט המוטורי ובחברה, רכבים חשמליים היברידיים נפוצים יותר ויותר. יצרני מערכות הנעה רבים בהודו הפכו מעורבים בכלי רכב חשמליים היברידיים, בעוד שלאחרים יש פרויקטים של רכב חשמלי היברידי בפיתוח. לפיכך, יש כבר מגוון גדול של רכבים חשמליים היברידיים בייצור, מרכבים מיקרו-היברידיים קטנים ועד להרחבת טווח. למרות שישנם כמה כלי רכב חשמליים היברידיים המיועדים לנהיגה עירונית או לפלחי יוקרה בשוק, רוב נתח השוק מכוון לאותו סוג של שימוש ונהיגה, וכתוצאה מכך מערכות היברידיות בעלות פוטנציאל קטן או גדול מדי שעלולות להוביל לשימוש לא יעיל של יכולות החיסכון בדלק של הרכב במצבים רבים. העבודה הנוכחית חוקרת את השפעת הגדלים של רכיבי מערכת ההנעה (כלומר המנוע, המנוע והסוללה) על צריכת הדלק תחת הנחות שונות: נהיגה עירונית, נסיעה בכביש מהיר ונהיגה מעורבת.
כאשר בטיחות הצוות והנוסעים נשענת על התוצאה, בדיקת תתי-מערכות מטוסים היא, בהכרח, תהליך קפדני. משרד ההגנה של ארה"ב (DoD) כבר מקבל אספקה של דור חדש של ציוד ניסוי מסוקים שיצמצם באופן דרסטי את הזמן, הדולרים והאנרגיה המושקעים בבדיקת מערכות הנעה של מטוסים. ה-DoD יחליף 20 עמדות בדיקה ייעודיות מיושנות בחמש מכונות בדיקה גמישות חדשות. מערכות בדיקה חדשות אלו יאפשרו ל-DoD להנהיג תהליכי בדיקה יעילים חדשים אשר עוקפים את ההתקנה עתירת העבודה והפירוק הנלווים לשימוש בעמדות בדיקה מהדור הנוכחי. ביטול הצעדים הללו יאפשר ליצרני מערכות הנעה של מטוסים בהודו לבצע מספר פעולות בדיקות במשמרת אחת, בניגוד לבדיקה הבודדת שהרוב יכולים לבצע כיום.
פיתוח מערכות הנעה היברידיות הוא משימה מאתגרת עבור יצרני מערכות הנעה לרכב בהודו. מצד אחד ישנן דרישות המוטלות על ידי חקיקה ולקוחות המובילות ליעדי פיתוח שונים ובמקרים רבים במקביל. מצד שני מהנדסי פיתוח עומדים בפני מידה רחבה של דרגות חופש, שקובעות את התנהגות הרכב ומאפייניו. כלי חשוב לשלוט במורכבות משימת הפיתוח מורכב משילוב של יחידות הנעה אמיתיות בסימולציה. ה-TU Darmstadt גיבש קונספט לאינטגרציה זו ובוחן את האפשרויות שהוא מציג לכוונון מערכת ושימוש בשיטות אופטימיזציה. מוטיבציה היעדים לפיתוח רכב היברידי נגזרים מהדרישה ליעילות רכב גבוהות, עמידות ויכולת נסיעה וכן פליטת מזהמים נמוכה ועלויות רכב. היקף האפשרויות לכוונון המערכת נע בין מידות הרכיבים והתאמתם למכניקה והיישום שלהם.
לרגל רשות העתיקות השנה, MTZ מציגה סקירה כללית של המצב הנוכחי של טכנולוגיית מערכת ההינע וכמה מהפיתוחים העתידיים החשובים ביותר. יצרני מערכות הנעה לרכב בהודו והספקים שלהם מתמקדים בהפחתה נוספת בצריכת האנרגיה ובפליטות האנרגיה, לא רק על רקע הדלדול ארוך הטווח של מאגרי האנרגיה המאובנים בעולם אלא גם כתוצאה מחקיקה סביבתית שאפתנית.
בשנים האחרונות, החומרה הגוברת של תקני הפליטה אילצה את יצרני מערכות הנעה לרכב בהודו לשלב מערכות הנעה לרכב עם אלמנטים מכטרוניים נוספים, המורכבים מחיישנים, מבצעים ואלמנטים בקרה המקיימים אינטראקציה זה עם זה. עם זאת, הכנסת מיטב המכשירים האקולוגיים הזמינים הולכת יד ביד עם החקיקה ו/או המגבלות בשווקים אזוריים שונים. לפיכך, המתכננים מתאימים את המערכת המכטרונית לתקני פליטת היעד של מערכת ההנעה המיוצרת. התוכנה המוטמעת ביחידת בקרת המנוע (ECU) מותאמת מאוד לתצורות הספציפיות: שונות במערכות מכטרוניקות מובילה לפיתוח של מספר גרסאות תוכנה, המורידות את היעילות של שלב התכנון. לכן השימוש בתקן לתקשורת בין חיישנים, מפעילים ו-ECU תאפשר פיתוח תוכנה ייחודית לתצורות שונות; זה יהיה מועיל מנקודת מבט של יצרני מערכת הינע בהודו, מה שיאפשר פישוט תהליך התכנון.
מטרה הערכות סביבתיות בתחום התחבורה הן לרוב חסרות שקיפות ושלמות. במאמר זה, השוואות הסביבתיות בהסעת נוסעים בכביש בין כלי רכב רגילים לכלי רכב מחושמלים, תוך שימוש במתודולוגיה של הערכת מחזור חיים (LCA). לפיכך, ניתן להטיל ספק ברלוונטיות של גישת חשמול מסיבית. הערכת קבוצה של מכוניות נוסעים ואוטובוסים בגודל בינוני מאפשרת לחקור בעיות סביבתיות פוטנציאליות. זהו ה-LCA המפורט הראשון הנוגע למספר רמות הכלאה עבור מכוניות ואוטובוסים, והוא מבוסס על נתוני צריכה אמיתיים עבור שני מצבי תנועה. שיטות התמקדנו בתקני ISO (ISO 2006a,b) וניתחנו את מחזור החיים של נושאי האנרגיה ואת מחזור החיים של הרכב. היחידה הפונקציונלית מוגדרת בבירור כהסעה של נוסע אחד לאורך ק"מ אחד בתנאי נהיגה ספציפיים מנקודה A לנקודה B, ללא פגיעה בנתיב שנלקח.
הדחיפה המתמשכת להפחתת צריכת האנרגיה בכל צי הרכב הובילה לאימוץ נרחב של כלי רכב היברידיים והיברידיים פלאג-אין (PHEV) על ידי יצרני רכבי הנעה בהודו. בנוסף, טכנולוגיות רכב מחובר ואוטומטי (CAV) רואות התפתחות מהירה בשנים האחרונות ומביאות איתן פוטנציאל להשפיע באופן משמעותי על צריכת האנרגיה של הרכב. עבודת גמר זו חוקרת שיטות בקרה חזויה עבור מערכות הנעה PHEV המתאפשרות על ידי טכנולוגיות CAV במטרה להפחית את צריכת האנרגיה של הרכב. ראשית, פותח בקר הינע חיזוי בזמן אמת לניהול אנרגיה PHEV. בקר זה משתמש בתחזיות של מהירות רכב עתידית ודרישת כוח על מנת לייעל את החלטות חלוקת הכוח של הרכב. בקר הכוח החזוי הזה משתמש בקרת חיזוי מודל לא ליניארית (NMPC) כדי לבצע אופטימיזציה זו תוך מודע להתנהגות הרכב העתידית.
הדור הנוכחי של כלי רכב חשמליים מאופיין בצמיחת שוק גוברת. גורמים כמו התנהגות לקוחות, תשתיות, מתחרים חדשים ושיפורים טכנולוגיים מובילים לאי ודאויות ביקוש גבוהות ותחזיות נפח הפכפכות. בהתאם לסביבת השוק המשתנה, חל שינוי בשרשרת האספקה לגבי רכיבים נרכשים, ספקים וכוח שוק. השינוי במבנה שרשרת האספקה ואי הוודאות בשוק גורמים לאתגרים משמעותיים עבור יצרני הרכב בתכנון הקיבולת והגמישות של מערכות הייצור ושרשרות האספקה הניתנות לשינוי שלהם. מאמר זה מציג תהליך תכנון קיבולת חדשני עבור מערכות ייצור ושרשרות אספקה הניתנות לשינוי. גישת תכנון הקיבולת המוצגת במאמר זה מתייחסת ליישום של סימולציה כבסיס למערכת תומכת החלטות לשיפור תכנון הקיבולת בסביבת שוק לא ודאית.
