211service.com
Wielmotoren om Nederlandse bussen aan te drijven
Een bedrijf gevestigd in Nederland genaamd e-tractie heeft een nieuw soort hybride bus ontwikkeld die gebruikmaakt van elektrische motoren in de wielen om de efficiëntie te verbeteren en een GPS-systeem om de vervuiling in drukke delen van een stad te verminderen. De bus is een seriehybride: een dieselgenerator laadt een batterij op, die op zijn beurt stroom levert aan twee motoren, één in elk achterwiel. De bus kan grotendeels dankzij zijn in-wheel motoren twee keer zo ver rijden als een conventionele bus op een liter diesel, zegt Arend Heinen, zowel ingenieur als woordvoerder van het bedrijf. Dat vertaalt zich in een vermindering van het brandstofverbruik van 50 procent. Het bedrijf heeft contracten gekregen om zeven commerciële bussen uit te rusten met zijn technologie, waarvan de eerste volgende maand wordt voltooid.
Hybride forens: Een van de bussen die e-Traction achteraf heeft uitgerust met zijn prototype hybride systeem staat hierboven (bovenaan). Het bedrijf past nu bussen aan voor commercieel gebruik. Achter de wieldop (onder) zit de motor die de nieuwe hybride mogelijk maakt.
In-wheel motoren bestaan al een tijdje: ze zijn gebruikt in verschillende conceptauto's en experimentele voertuigen met een lage productie. Maar met uitzondering van elektrische fietsen heeft het idee nooit zijn weg gevonden naar een massaproductievoertuig, zegt John Boesel, de president en CEO van Calstart , een non-profitorganisatie gevestigd in Pasedena, CA. Het gebruik van het systeem van e-Traction in commerciële bussen zou een stap zijn in de richting van een meer wijdverbreid gebruik.
Net als bij andere hybride bussen, waarvan er al duizenden in de Verenigde Staten in gebruik zijn, bespaart het ontwerp van e-Traction brandstof door energie van het remmen op te vangen en deze te gebruiken om elektriciteit op te wekken die later kan worden gebruikt voor acceleratie. De in-wheel motoren zorgen voor extra besparingen doordat er geen transmissie, differentieel en aanverwante mechanische onderdelen nodig zijn. Dat vermindert zowel het totale gewicht van de bus als het energieverlies door wrijving. Hybride bussen zien doorgaans een verlaging van het brandstofverbruik van ongeveer 25 tot 30 procent in vergelijking met conventionele bussen, maar het ontwerp van e-Traction biedt een reductie van 50 procent. In bepaalde omstandigheden - bij lage snelheden in frequent stop-and-go-verkeer - hebben sommige andere hybride bussen vergelijkbare brandstofbesparingen gezien. De in-wheel-motoren kunnen ook de tractie verbeteren door nauwkeurige controle over elk wiel mogelijk te maken, en ze zorgen voor meer flexibiliteit in het voertuigontwerp, aangezien het niet nodig is om de wielen mechanisch aan een motor te koppelen.
De bus bevat ook een op GPS gebaseerd systeem dat de manier verandert waarop de bus in drukke gebieden rijdt. Bij normaal gebruik gaat de generator aan en uit, waardoor de batterij optimaal wordt opgeladen. Maar wanneer het GPS-systeem detecteert dat de bus een deel van de stad is binnengereden waar normaal gesproken veel verkeer is, schakelt de generator uit om de uitstoot te verminderen. De batterij slaat genoeg stroom op om de bus een uur lang voort te stuwen zonder dat de generator draait om hem op te laden.
De belangrijkste innovatie van E-Traction, zegt Heinen, zit in het ontwerp van zijn wielmotor. Doorgaans zijn elektromotoren ontworpen om veel sneller te draaien dan de snelheid van de wielen om het gewenste vermogen te genereren. Maar dergelijke motoren hebben tandwielen nodig om het aantal omwentelingen per minuut te verlagen, wat de complexiteit verhoogt en de efficiëntie vermindert. Het bedrijf heeft deze tandwielen overbodig gemaakt door een motor met grote diameter te ontwerpen die het benodigde koppel bij lage toerentallen kan leveren.
In-wheel motoren hebben in het verleden beperkt succes gehad. Voor een deel komt dat omdat het moeilijk was om motoren te coördineren die geen mechanische verbinding met elkaar hebben, een probleem dat het bedrijf zegt te hebben opgelost door een eigen elektronisch besturingssysteem te ontwikkelen. Maar er kunnen nog problemen zijn. Het plaatsen van de motoren in de wielen stelt hogere eisen aan de ophanging (de ophanging moet sterker zijn om de veel zwaardere wielen vast te houden) en kan de motor en elektronica kwetsbaarder maken voor schade, die beide de betrouwbaarheid kunnen verminderen. Er zit weinig tussen het wiel en de kuilen, zegt Bill Van Amburg, senior vice president bij Calstart. Dan Pederson, een onderzoeker aan de Nationaal laboratorium voor hernieuwbare energie , zegt dat de grote in-wheel motor waarschijnlijk erg duur is, waardoor het systeem moeilijk te rechtvaardigen zou kunnen zijn zonder overheidssubsidies.
Heinen zegt dat vier jaar testen van een prototypesysteem het bedrijf ervan heeft overtuigd dat de betrouwbaarheidsproblemen zijn verholpen en dat de kosten voor de motor kunnen dalen bij grootschalige productie. Naast hybride bussen werkt e-Traction aan hybride vuilniswagens en past het een Mercedes G SUV aan in een poging om de markt voor personenauto's te betreden.