Optimaal gebruik van hybride aandrijving in industriële omgeving dankzij taakherkenning

Terwijl volledig elektrische voertuigen mondjesmaat onze wegen veroveren, zijn hybride auto’s er al enkele jaren thuis. Ze zijn ideaal voor korte trajecten in de stad, verbruiken minder brandstof en zijn stil. In een industriële omgeving, zoals een fabriek of een warenhuis, zijn hybride voertuigen ook zwaar vertegenwoordigd. In bepaalde gevallen, zoals een vorklift in een magazijn, leggen deze steeds gelijkaardige trajecten af. Door de controlesystemen van zo’n voertuigen daar op aan te passen, kan het brandstofverbruik met 40% dalen.

taakherkenning-hybride-voertuig-01

Wat is een hybride aandrijving?

Bij een hybride aandrijving maak je gebruik van meerdere aandrijftechnieken. Een hybride voertuig combineert typisch een klassieke verbrandingsmotor (benzine of diesel) met een elektrische motor. Beide motoren werken samen om het voertuig aan te drijven. Afhankelijk van het rijpatroon wordt de ene of de andere motor gebruikt. Zo biedt de combinatie van de twee motoren bij het bergop rijden of versnellen extra vermogen. Als je daarentegen gaat remmen of vertragen, komt er kinetische energie vrij die de batterij van de elektrische motor oplaadt. Dat is erg voordelig, want die energie zou anders toch maar verloren gaan.

Het spreekt voor zich dat korte afstanden met veel start-stop manoeuvres zoals in de stad efficiënter zijn met een elektrische motor; terwijl continu rijden aan redelijk constante snelheid zoals op de snelweg efficiënter is met een verbrandingsmotor. De batterij van de elektrische motor wordt in dat geval immers nauwelijks bijgeladen. In een hybride voertuig zit daarom, anders dan bij een klassieke enkele verbrandingsmotor, een superviserende controller die op basis van het rijgedrag bepaalt welke energiebron gebruikt wordt, om zo het brandstofverbruik en CO²-uitstoot te minimaliseren.

Op elk moment bepalen wat de meest efficiënte aandrijving is

Voor een hybride voertuig in een industriële omgeving komen eveneens verschillende rijpatronen aan bod. Neem als voorbeeld een heftruck in een magazijn: deze legt meerdere keren per dag hetzelfde traject af: rijden van stelplaats tot stelplaats om materialen op te halen of weer af te leveren. Sommige trajecten zijn korter en sneller dan andere en sommige heftrucks leggen steeds identiek hetzelfde traject af. Het is bijgevolg interessant om de controle van de motoren niet alleen te baseren op het rijgedrag, maar ook rekening te houden met het traject dat afgelegd wordt. Bij korte draaien en veelvuldig remmen, typisch voor korte trajecten, wil je bijvoorbeeld veel meer gebruik maken van de elektrische motor, bij langere afstanden is de verbrandingsmotor geprefereerd.

Door rekening te houden met de trajecten die een hybride voertuig in een industriële omgeving aflegt, kan het brandstofverbruik met 30% dalen. Daarvoor stem je de controle af op het specifieke voertuig en de taken die het typisch uitvoert. Als je de controle nu ook in real-time taakafhankelijk maakt, dan kan de brandstofbesparing nog verder oplopen tot 40%. Daarvoor wordt de controle dynamisch geprogrammeerd: aan de hand van snelheidsprofielen gaat de controller het traject herkennen. Taakherkenning als het ware. Zo kan de controller op elk moment bepalen wat de meest energie-efficiënte aandrijving is, gebaseerd op wat het voertuig waarschijnlijk zal doen, en bijsturen waar nodig.

Een dergelijke brandstofwinst is een enorme besparing voor een bedrijf, om van de milieu-impact nog maar te zwijgen. En dat heeft ook positieve gevolgen voor de werknemers. Minder CO²-uitstoot zorgt immers voor een betere luchtkwaliteit. Een driedubbele win-win-win dus.

De onderzoekers van Flanders Make ontwierpen het model voor deze optimale controlestrategie. Ontdek hier een soortgelijke case.
 

Contacteer ons

Bruno Depraetere
Auteur

Bruno Depraetere

Bruno Depraetere werkt als ingenieur bij Flanders Make. Al sinds zijn doctoraat aan de KU Leuven doet hij onderzoek naar geavanceerde regeltechniek, en met name de toepassing ervan voor industriële machines, voertuigen en processen.

Blijf op de hoogte!