Elbusser:Gode nyheder for klimaændringer, eller kunne det være bedre?

Flere og flere busser i Holland er elektriske. I dag er omkring 80 % af alle nye busser drevet af en elmotor. Gode ​​nyheder for klimaet, kan man sige. Men der er et problem:Fordi det ofte er svært at forudsige, hvor meget energi der er tilbage i batteriet, er der ofte planlagt flere busser end nødvendigt. Busselskaber skal også ofte planlægge måneder i forvejen. Ph.D. Forsker Camiel Beckers mente, at det kunne gøres mere effektivt. Han udviklede modeller, der kan forudsige præcis, hvor meget energi en elbus vil bruge på en bestemt rute.

Elbusser drives ligesom elektriske personbiler af en eller flere elmotorer, som modtager energi fra et stort batteri ombord på køretøjet. Hvor langt bussen kan køre, dens rækkevidde afhænger af to faktorer:batteriets kapacitet og køretøjets energiforbrug.

Fordi det ikke er nemt at øge energikapaciteten i en elbus (batterier er store og tunge), har disse busser en kortere rækkevidde end konventionelle dieselbusser. "Derudover varierer driving range en del afhængigt af køretøjet, vejen, trafikken og vejret," forklarer Camiel Beckers, forsker ved forskergruppen Dynamics and Control ved Institut for Mekanik på TU/e.

"Det er ikke kun besværligt for den enkelte chauffør, fordi han eller hun ikke ved, hvor længe bussen stadig kan køre, det er også irriterende for de folk, der laver planlægningen. Ofte skal de klargøre flere busser, end der reelt er behov for, og det er ikke kun til at være besværligt for den enkelte chauffør, fordi han eller hun ikke ved, hvor længe bussen stadig kan køre, det er også irriterende for de folk, der laver planlægningen. bare for at være på den sikre side, hvilket selvfølgelig ikke er særlig effektivt."

Slip og ophæng

Det har inspireret den unge forsker til at udvikle et værktøj, der forudsiger elbussers energiforbrug i detaljer. "Mit værktøj tager ikke kun hensyn til ruteinformation, såsom den maksimalt tilladte hastighed på ruten, men også aktuelle vejrdata og vejens hældning."

Forudsigelsen bygger hovedsageligt på fysiske modeller, der simulerer bussernes køretøjsdynamik. Tænk på hjulenes rullemodstand, aerodynamisk modstand og de tab, der opstår, når man kører hjulene. "Vi har derefter beriget disse modeller med faktiske data om vejret og ruteinformation, såsom placeringen af ​​trafiklys," siger Beckers.

Forskeren testede sin model med elektriske bybusser fra VDL, som bruges i byen Eindhoven. "Dette viste bl.a., at kurvekørsel bruger meget energi, op til 5 % af drivtogsforbruget. Det skyldes, at dækkene har en tendens til at glide mere i et hjørne. Vi oplevede også, at bussernes affjedring bruger ekstra energi ved kørsel over ujævne vejbelægninger. På ujævne veje koster det op til 13 % af det gennemsnitlige energiforbrug i bybusser."

Online læring

Det smukke ved Beckers' arbejde er, at hans modeller bliver ved med at blive smartere. "Ved at bruge såkaldte rekursive parameterestimeringsmetoder (onlinelæring), bliver mine modeller automatisk bedre, efterhånden som nye data bliver tilgængelige."

Til sidst var Beckers i stand til med en fejlmargin på kun 10 % at forudsige, hvor meget energi en bestemt bus ville bruge på en bestemt rute. "Udfra dette, i kombination med eksisterende batterimodeller, kan du så også forudsige den nøjagtige køreafstand."

Dynamisk planlægning

Beckers, som skal arbejde hos TNO efter sin ph.d., håber, at hans modeller vil være særligt nyttige i den dynamiske planlægning af busser. "I øjeblikket er busser planlagt måneder i forvejen, hvilket ikke altid er effektivt. I fremtiden kan det gøres meget senere, en uge i forvejen eller endda en dag før. Det har selvfølgelig alle mulige fordele, som f.eks. effektivitet og fleksibilitet."

Forskeren ser også ansøgninger om personbiler, så længe ruten er nogenlunde forudsigelig. "Tænk på pendlere, der tager den samme vej til arbejde hver dag. De ville selvfølgelig også have gavn af lidt mindre rækkeviddeangst."