Superkart
Ve spolupráci s firmou MS-Kart stavíme závodní motokáru třídy superkart.
Obr.1: Podvozek motokáry nejvyšší třídy Superkart od firmy MSkart (https://mskart.cz/) po osazení elektrickými motory navrženými na KEV.
Obr.2: Náprava motokáry s dvěma motory 35 kW navrženými na katedře KEV a s planetovými převodovkami z katedry KKS fakulty strojní.
Vysokofrekvenční střídač tvořený GaN – HEMT tranzistory
Střídač je složen z nové generace tranzistorů GaN s označením HEMT (High Electron Mobility Transistors) tvořené z Nitridu Galia. Tyto tranzistory jsou revoluční pro svoji schopnost rychlého spínání a zanedbatelného zotavovacího náboje. Jejich uplatnění je vhodné pro měniče ve vysokofrekvenčních spínacích oblastech, a tím lze dosáhnout kompaktnější a efektivnější řady nových měničů. Pro testování jsme navrhli a zkonstruovali měnič, a můžeme tak ověřit jejich vlastnosti společně s navrženými komponenty nejen v praxi, ale i pro další použití.
Modulární TRAKČNÍ NAPÁJECÍ STANICE TNS pro drážní systém 25kV/50Hz
V ČR a SR (a dalších zemích) se nahrazují stejnosměrné napájecí systémy (3 kV=) systémem 25 kV / 50 Hz (resp. 2x25 kV / 50 Hz). Pro jeho větší rozšíření a lepší spolupráci s energetickými sítěmi (průmysl 4.0) je nutné dořešit některé dílčí aspekty (tj. zejm. omezit negativní vlivy na energetickou síť, umožnit spolupráci trakčních stanic ). Proto je na FEL ZČU ve spolupráci s průmyslovými partnery vyvíjena nová koncepce modulární trakční stanice.
Tato trakční stanice je složena z modulu zajišťující symeterizaci (odebíraný jednofázový výkon je plně symetrizován na třífázový odběr), z modulu zajišťující kompenzaci a současně i filtraci (filtrace harmonických vyšších řádů a kompenzace jalového výkonu) a z modulu zajišťující spolupráci jednotlivých trakčních stanic (řízené zatížení jednotlivých trakčních stanic, což umožní více bodové napájení trakčních úseků a tím snížení napěťových úbytků v troleji a lepší využití rekuperované energie v trakční síti).
1 MVA demonstrátor (zdroj: Elektrotechnika a.s.)
V laboratořích FEL ZČU je vyvíjena a ověřována principiální topologie a regulační algoritmy. Tyto jsou validovány na zmenšeném laboratorním modelu 20 kVA. U průmyslového partnera jsou tyto výsledky implementovány na technologickém demonstrátoru 1 MVA a na jeho základě se bude realizovat vlastní TNS, který bude nasazen ve skutečném železničním provozu.
Laboratorní prototyp sníženého výkonu 20 kVA
Vícefázové pohony
Vývoj elektrických pohonů v poslední době zaznamenává prudký nárůst zejména v souvislosti s rozvojem plně elektrických (bateriových) a hybridních vozidel, a zároveň klade velký důraz na zvyšování účinnosti, spolehlivosti a minimalizaci rozměrů.
Tradiční technologie s třífázovými motory již v těchto ohledech narážejí na své technické limity a nedokáží tento trend déle sledovat. Pozornost se proto stále více obrací směrem k novým technologiím s vícefázovými elektrickými motory, disponujícími řadou technickoekonomických výhod. Vícefázový motor elektrického vozidla je menší, výkonnější, produkuje nižší hluk a je spolehlivý – i přes výpadek fáze (nebo více fází) je motor schopen dojet do cíle. Dá se proto očekávat, že v budoucnosti bude naprostá většina elektrických vozidel (automobily, autobusy, …) vybavena právě vícefázovými systémy.
Výzkumný tým RICE se problematikou vícefázových elektrických motorů zabývá již několik let a přispívá tak k rozvoji elektromobility a veřejné dopravy. V současnosti se věnuje zejména technikám injektáže harmonických proudů do statoru s cílem zvýšení výkonu při stávajících rozměrech, a to až o 20 %.
Modelování dopravy
Zabýváme se modelováním dopravy a detailními simulacemi elektrických vozů. Naše modely a simulace využívají průmysloví partneři jako Škoda Group, Eaton či ZF. Vyvíjíme modely plně elektrických a hybridních vozidel do open-source simulátoru dopravy Eclipse SUMO, díky čemuž může kdokoliv simulovat a analyzovat pohyb a energetické nároky elektrických vozidel, stejně tak jako stav a vytížení nezbytné napájecí infrastruktury (trolejového vedení, trakčních měníren). Lze detailně zkoumat faktory ovlivňující chování vozidel na trase a jejich energetické požadavky, například vliv okolního provozu a nepředvídatelných událostí (dopravní zácpy, nehody, objížďky, výpadky dodávek el. energie). Simulátor je ve spolupráci s městskými dopravními podniky využíván pro ověření dimenzování vozidel městské hromadné dopravy (MHD) a trakční infrastruktury pro dosažení maximálního podílu elektrické MHD při minimálních investičních a provozních nákladech.
Disponujeme know-how v oblastech:
- Simulace elektrických vozidel, včetně vozidel drážních, na definované trati pomocí nástrojů Matlab/Simulink případně dalšího software pro simulaci multifyzikálních systémů
- Simulace spotřeby energie elektrických vozidel založené na stochastickém modelování
- Simulace plně elektrických a hybridních vozidel v mikroskopickém simulátoru dopravy SUMO, včetně zahrnutí současné simulace napájecí infrastruktury a okolní dopravy
- Modelování pohonných jednotek elektrických vozidel
- Power-management elektrických vozidel