O projekte

ITMS:

Akronym:

313011V334

iCoTS

Inovatívne riešenia pohonných, energetických a bezpečnostných komponentov dopravných prostriedkov

Predmet výskumu

Výstupy do praxe

Špecifiká - unikáty a zaujímavosti projektu

Aktivita č. 1 DRIVELINE
experimental

(UNIZA)

Základné míľniky sú testovanie konštrukčne perspektívnych riešení elektrického motora a overovanie únavových charakteristík alternatívnych riešení pohonných systémov z mechanického hľadiska,

Výsledkom bude vývoj a testovanie perspektívnych elektrických pohonov, vybavených modernými elektrickými motormi vhodnými pre hybridné a elektrické pohony s vysokou účinnosťou pomerom výkon/objem. Výsledkom by mal byť kompletný návrh komplexného elektrického pohonu (elektrický stroj, riadenie a napájací obvod) pre potreby alternatívneho riešenia pohonu dopravných prostriedkov s realizáciou funkčnej vzorky elektrického stroja a testovaním pre celú prevádzkovú oblasť V závere sa zostaví metodika testovania a tomu odpovedajúca testovacia platforma pohonu.

Aktivita č. 2 DRIVELINE test

(Partner – Slovenská technická univerzita)

Základné míľniky sú návrh hybridného usporiadania pohonu prostredníctvom progresívnych komponentov pohonných systémov a overovanie únavových charakteristík alternatívnych riešení pohonných systémov z mechanického hľadiska

Výsledkom bude nové inovatívne hybridné usporiadanie pohonu a tomu odpovedajúci návrh nových inteligentných komponentov pohonných systémov v hybridnom usporiadaní. Výsledkom bude návrh zásad konštrukčného riešenia integrovaného multi-komponentu pre automobilový priemysel  s podporou matematickej štatistiky a následné vytvorenie návrhu riadiaceho algoritmu s umelou inteligenciou pre riadenie komponentu využívajúc predikciu jazdných vlastností štandardných aj autonómnych automobilov Testovanie dopravného prostriedku podľa požiadaviek WLTP a CVRT a vytvorenie metodiky testovania.

Aktivita č. 2 DRIVELINE test

(Partner – Slovenská technická univerzita)

Aktivita č. 3 DRIVELINE industrial

(Partner – ZF Slovakia, EVPÚ)

Základným míľnikom bude návrh hybridného usporiadania pohonu prostredníctvom progresívnych komponentov pohonných systémov. Výsledkom bude Integrácia nových komponentov a konštrukčných riešení pre hybridné pohony pre zníženie strát v energetických tokoch predovšetkým v prechodových dynamických jazdných režimoch dopravných prostriedkov. Integrácia spojkovo-zotrvačníkového motor-generátora pracujúceho v kombinovaných režimoch pre celý pracovný rozsah otáčok umožňujúci rekuperáciu v súčinnosti s konštrukčne perspektívnym riešením elektrického motora z aktivity 1. Výsledkom bude virtuálny a reálny prototyp pre simulačné účely a tiež HIL simulácie a optimalizácie. (s partnerom ZF Slovakia)

Míľnikom bude overovanie únavových charakteristík alternatívnych riešení pohonných systémov z mechanického hľadiska.

Medzi výsledok možno zaradiť overenie funkčnosti navrhnutých riešení z pohľadu výkonových a dynamických charakteristík prostredníctvom novovytvorenej experimentálnej meracej platformy. Pôjde teda o realizáciu unikátneho špecializovaného testovacieho zariadenia vrátane modelu hnacej nápravy s integrovanými pohonnými elementami (pre elektro pohon a pre hybridný pohon). (s partnerom EVPÚ)

Aktivita č. 4 STORAGE/CHARGING experimental

(UNIZA a Partner – UPJŠ Košice)

Základné míľniky sú návrh hybridného usporiadania pohonu prostredníctvom progresívnych komponentov pohonných systémov a overovanie únavových charakteristík alternatívnych riešení pohonných systémov z mechanického hľadiska

Výsledkom bude nové inovatívne hybridné usporiadanie pohonu a tomu odpovedajúci návrh nových inteligentných komponentov pohonných systémov v hybridnom usporiadaní. Výsledkom bude návrh zásad konštrukčného riešenia integrovaného multi-komponentu pre automobilový priemysel  s podporou matematickej štatistiky a následné vytvorenie návrhu riadiaceho algoritmu s umelou inteligenciou pre riadenie komponentu využívajúc predikciu jazdných vlastností štandardných aj autonómnych automobilov Testovanie dopravného prostriedku podľa požiadaviek WLTP a CVRT a vytvorenie metodiky testovania.

Aktivita č. 4 STORAGE/CHARGING experimental

(UNIZA a Partner – UPJŠ Košice)

Aktivita č. 5 STORAGE/CHARGING industrial

(Partner – EVPÚ)

Za hlavný míľnik možno považovať Testovanie nových batériových technológií a progresívnych techník pre transfer elektrickej energie

Výsledkom bude konštrukcia testovacieho systému na overovanie metodík pre estimáciu SOC a SOH z aktivity 4 pri prevádzkovaní akumulačných uzlov dopravných systémov v rôznych dynamických režimoch. Hlavným výstupom bude návrh testovacej platformy pre vyšetrovanie normatívnych nabíjacích cyklov batérií s bezkontaktným princípom nabíjania pre potreby praktickej integrácie v rámci infraštruktúry dopravných prostriedkov.

Aktivita č. 6 SAFETY experimental

(UNIZA)

Míľnikmi tejto aktivity sú návrh opatrení na prevádzkovú bezpečnosť energetických uzlov a alternatívneho pohonu z hľadiska tepelného manažmentu kritických komponentov, návrh opatrení na zvyšovanie bezpečnosti dopravy na báze kooperatívnych systémov slúžiacich na prenos a spracovanie dát v rámci komunikácie V2V a V2I, nové prístupy a diagnostické postupy pre zabezpečenie bezporuchovej prevádzky napájacích, dobíjacích a pohonných komponentov a technológií používaných v brzdových systémoch, a testovanie bezpečnostných systémov s ohľadom na vlastnosti dopravného prostriedku.

V rámci tejto aktivity pôjde o stanovenie režimových opatrení prevádzky vzhľadom na bezpečnosť posádky a záchranných služieb novo navrhovaných systémov s využitím horľavých materiálov. Pôjde o definíciu odolnosti voči tepelnému namáhaniu navrhovaných systémov na základe praktických meraní a testovaní požiarnotechnických charakteristík. 

Zaoberať sa bude taktiež vývojom nových metód spracovania dát prostredníctvom experimentálnej siete na zvýšenie bezpečnosti a efektivity dopravy (minimalizácia nehodovosti, emisií, a pod.) Výsledkom bude zvýšenie bezpečnosti skúmaných prvkov vzhľadom k používateľovi a záchranným zložkám Integrovaného záchranného systému.

Výrazná časť sa bude zaoberať taktiež experimentálnym výskumom vlastností materiálov používaných v brzdových systémoch dopravných prostriedkov ako aj optimalizáciou skúšobných postupov.  Medzi výsledky možno zahrnúť posúdenie požiarnotechnických parametrov napájacích, dobíjacích a pohonných komponentov v rôznych podmienkach prevádzky vo fáze novo vyrobeného prototypu a vo fáze praktického nasadenia. To súvisí s overovaním vlastností materiálov (vplyv na pohybové vlastnosti, bezpečnosť, spoľahlivosť prevádzky) a realizácia matematických modelov odhadu životnosti komponentov, ktoré sa budú využívať v alternatívnych pohonných systémov dopravných prostriedkov. 

Realizovaná bude taktiež kvantifikácia základných jazdných vlastností: definovanie ťažiska vozidla, dobehové skúšky, brzdné skúšky podľa EHK OSN 13, skúšky zrýchlenia vozidla, kde sa budú uvažovať vyvíjané komponenty z aktivít 1-5. Výsledkom bude identifikácia kľúčových parametrov ovplyvňujúcich ergonómiu, dizajn a bezpečnosť dopravného prostriedku riadeného človekom.

Aktivita č. 6 SAFETY experimental

(UNIZA)

Aktivita č. 7 SAFETY test

(Partner – Slovenská technická univerzita)

Základným míľnikom bude návrh opatrení na prevádzkovú bezpečnosť energetických uzlov a alternatívneho pohonu z hľadiska tepelného manažmentu kritických komponentov

Výsledkom bude výskum využitia vhodných konštrukčných materiálov v zmysle tepelného manažmentu pre vyvinuté komponenty (chladenie a vyhrievanie elektrokomponentov a battery boxov). Medzi základné výsledky bude patriť identifikácia konkrétnych skupín materiálov vhodných pre dlhodobé použitie v rámci tepelného manažmentu.

Aktivita č. 8 SAFETY industrial

(Partner – EVPÚ)

Za míľnik možno považovať testovanie energetických uzlov a alternatívneho pohonu z hľadiska tepelného manažmentu kritických komponentov

V rámci tejto aktivity pôjde o výskum vplyvu náhodných vibrácií a dopad na životnosť a spoľahlivosť batériových boxov, vyšetrovanie ich mechanickej odolnosti pri rýchlych dynamických a rázových dejoch. Taktiež bude realizované testovanie boxov z hľadiska počiadaviek na EMC pri krátkodobom a dlhodobom zaťažení (elektrický „crash test“). Merateľným ukazovateĽom bude experimentálne verifikovanie rôznych prevádzkových stavov navrhovaných riešení z aktivity 2, pričom pre tieto potreby bude vytvorené samostatné testovacie pracovisko.

Aktivita č. 8 SAFETY industrial

(Partner – EVPÚ)

Aktivita č. 9 IMPACT experimental

(UNIZA)

Základnými míľnikmi sú podpora rozhodovania pre efektívnejšie využitie a rozvoj testovaných a navrhnutých technológií v rámci elektromobility. Simulácia a experimentovanie na novo skonštruovanom modeli, posúdenie vplyvov elektromobility na trvalo udržateľný ekosystém mobility, zhodnotenie environmentálnych vplyvov alternatívnych pohonných systémov v kontexte ich životného cyklu (metóda posudzovania životného cyklu – LCA), optimalizácia ekonomiky systémov zdieľania energie moderných batériových systémov pre potreby využívania v rámci nabíjacej infraštruktúry a Alternatívne využitie vyvinutých komponentov a systémov v iných aplikačných oblastiach

Aktivita bude zameraná na výskum vnímania jednotlivých vekových, sociálnych ekonomických skupín obyvateľstva k danej problematike, pričom sa bude riešiť identifikácia bariér a príprava  stratégie na ich prekonanie. Pôjde o určenie charakteristík vhodného umiestnenia verejných nabíjacích staníc pre pomalé nabíjanie a predikcia spotreby el. energie na staniciach Hlboký súvis bude s optimalizáciu nabíjania s optimalizáciou cestovných poriadkov pre verejnú dopravu, na základe čoho bude vytvorená metodika pre podporu rozhodovania operátorov verejnej infraštruktúry pre nabíjanie el. vozidiel.

Ďalšou z úloh bude optimalizácia dopravných väzieb medzi záujmovými subsystémami (vozidlo – vozovka – životné prostredie – užívatelia – spoločenské náklady) s ohľadom na  výskum aktivít orientujúcich sa na faktory ovplyvňujúce kvalitu ovzdušia a mieru vznikajúcich hlukových imisií. Nakoľko sa projekt zaoberá výskumom a vývojom inovatívnych riešení komponentov bude potrebná identifikácia a zhodnotenie kľúčových ekonomických a mimoekonomických aspektov uplatňovania alternatívnych pohonných systémov v dopravnej praxi a vyhodnotenie podpory elektromobility ako aj určenie kritických vplyvov ako bezpečnosť, dostupnosť, elasticita, hluk, ovzdušie, CO2, ekvita, územné plánovanie, atď. Metodika bude založená na návrhu a porovnaní viacerých scenárov očakávanej výkonnosti.

Sekundárnou úlohou bude aj pokročilé dopravno-plánovacie výstupy zvyšujúce optimalizáciu systému infraštruktúry územných sídiel z pohľadu e-mobility. Získajú sa tak simulačné modely o emisnom zaťažovaní prostredia v okolí komunikácií. Ďalej to budú primárne informácie o dosiahnutí výsledkov, ktoré umožnia prijímať racionálne rozhodnutiach všetkých zúčastnených strán a budovať trvalo udržateľný dopravný systém a taktiež sa vypracujú podklady pre tvorcov dopravných stratégií na Slovensku a EU potrebné pre dosiahnutie cieľov trvalo udržateľnej mobility v súlade s cieľom zvýšenia kvality života občanov ako prioritného cieľa. Tými budú taktiež zníženie výdavkov na energie pre rýchlo nabíjacie stanice a stimulovanie národných investícií  pre výrobu energie z  obnoviteľných zdrojov ako aj minimalizácia prevádzkových nákladov pre rýchlo nabíjacie stanice so zvýšením stability elektrickej prenosovej sústavy. Praktickým výstupom bude vytvorenie optimalizačného modelu na rozmiestnenie staníc a modelu, ktorý bude určovať zvýšenie podielu energie, pochádzajúcej z lokálnych obnoviteľných zdrojov el. prenosovej siete.

Pridanou hodnotou riešenia tejto aktivity by mala byť interdisciplinárna téma, ktorá sa bude zaoberať možnosťou integrácie navrhnutých riešení komponentov dopravných prostriedkov v rámci rekonfigurovateľných a modulárnych výrobných systémov – mobilné robotické systémy a platformy, vo vnútropodnikovej infraštruktúre, čoho výsledkom bude návrh riešení na energeticky nezávislý autonómny mobilný prostriedok v rámci výrobného systému priemyselného podniku.

Aktivita č. 10 IMPACT industrial

(Partner – CEIT, a.s.)

Hlavný míľnik je praktické nasadzovanie inovačných riešení v uzatvorených priemyselných infraštruktúrach

Aktivita partnera sa bude zaoberať možnosťou návrhu nízkoenergetického logistického vozidla, ktoré bude založené na báze využitia vyvinutých komponentov a bude sa vyznačovať vysokou mierou autonómie aplikovateľnej v podmienkach priemyselnej praxe (zvýšenie konkurencieschopnosti SK priemyslu). Tieto systémy ako aj ich subsystémy budú založené na nových formách energetického zdroja s možnosťou rýchleho, resp. bezkontaktného nabíjania a dlhej prevádzkovej schopnosti. Pôjde tak o využitie modelov efektívneho využívania systému nabíjania autonómnych systémov určené pre tzv. Chytré podniky s analýzou dopadu na kvalitu el. siete.

Aktivita č. 10 IMPACT industrial

(Partner – CEIT, a.s.)