The student project Elba at KTH started in 2011 and is a project where a battery driven prototype car is developed. The vehicle competes in Eco Shell Marathon in Rotterdam, Holland. In this competition the vehicle that travels a certain distance including several starts and stops with the lowest energy consumption wins. To minimize the consumption is therefore very important, which requires knowledge of the vehicles energy losses. A vehicle's energy losses depends on several factors and can be divided into the powertrain efficiency and the driving resistance. The driving resistance can then be divided in to rolling and air resistance, if smaller losses like vibrations are ignored. This report seeks to develop, describe, and evaluate a couple of methods to measure these two parameters on behalf of KTH Transport Labs. The methods chosen are based on a literature study of earlier developed methods and a dialog with the clients. The measuring methods have been adapted to a low budget and simple measuring conditions such as a garage or a tarmac road. The methods are based on either pulling and free rolling, or only free rolling. The traveled distance, speed, acceleration and driving force are logged during the measurements. The measurements have been done at two different locations, in a garage at Stockholmsmässan in Älvjö and on a parking lot by Teknikringen 8 at KTH. To measure the different parameters an encoder, accelerometer and force transducer has been used. To computing the driving resistance a graphical user interface was developed in Matlab. The developed measuring methods compute both the rolling and air resistance coefficients which creates great demands on the environment for the measurement. This could make it hard to find a satisfying test track. The unreasonable results from the coast-down, were Elba were rolling freely, at Teknikringen 8 shows the difficulties when the measurement is unprotected from the wind. With small resistance, as in an energy efficient vehicle like Elba, the measurement is more sensitive to disturbances. This causes the need of preprocessing data before the calculations are done. The final finding is that a combination of the described methods is preferable. A measurement to calculate the rolling resistance coefficient is made by pulling the car. Then a coast-down is made according to any of the two suggested methods. This allows the cast down to be done on a different road surface than the one that the rolling resistance coefficient is calculated for. This means that the air resistance for instance could be measured indoors where there is no wind. The purpose of this project was to develop a method to measure rolling and air resistance for Elba or similar vehicles. Due to technical issues and poor measuring conditions no reliable values of the resistance have been resolved with the developed and chosen methods. If the measurements would be repeated with better equipment and better conditions, a good result would be possible to get. / Studentprojektet Elba på KTH startade 2011 och är ett projekt där en batteridriven prototypbil avsedd att tävla i Eco Shell Marathon i Rotterdam, Holland tas fram. I denna tävling vinner det fordon som på utsatt tid kör en viss sträcka inkluderande flera starter och stopp med en så låg energiförbrukning som möjligt. Att minimera energikonsumtionen är alltså mycket viktigt vilket ställer krav på kunskap om fordonets förluster. Ett fordons energiförluster beror av flera faktorer såsom drivlinans verkningsgrad och färdmotståndet. Om mindre förluster så som vibrationer försummas kan färdmotståndet i sin tur delas upp i rull- och luftmotstånd. Denna rapport syftar till att ta fram, beskriva och utvärdera några metoder för att mäta dessa två parametrar på uppdrag av KTH Transport Labs. Metoderna som har valts att studeras är baserade på en litteraturstudie av tidigare framtagna metoder och samtal med beställaren. Valen utgår från en låg budget och enkla testmiljöer så som garage eller asfaltsväg. Metoderna består av att antingen dra och frirulla, eller enbart frirulla fordonet. Tillryggalagd sträcka, hastighet, acceleration och drivande kraft loggas under mätningen. Mätningar har genomförts vid två olika platser, i ett garage vid Stockholmsmässan i Älvsjö och på en parkering vid Teknikringen 8 på KTH. För att mäta de olika storheterna har en pulsgivare, accelerometer och kraftgivare använts. För behandling av data och beräkning av färdmotstånden har ett grafiskt användargränssnitt tagits fram i Matlab. De framtagna mätmetoderna beräknar både rull- och luftmotståndskoefficienten vilket ställer stora krav på mätmiljön. Detta kan göra det svårt att hitta en tillfredställande testbana. De orimliga resultaten från utrullningen, där Elba frirullas, vid Teknikringen 8 visar på svårigheterna då mätningen görs utan skydd från vinden. Med små färdmotstånd, som hos ett energisnålt fordon som Elba, blir beräkningarna känsligare för störningar. Detta medför att viss förbehandling av data krävs innan beräkningarna kan genomföras. Slutsatsen är att en kombination av de beskrivna metoderna är att föredra. Ett dragtest görs separat för att bestämma rullmotståndskoefficienten. Sedan appliceras någon av de två metoderna för att beräkna luftmotståndskoefficienten. Detta gör att utrullningen inte behöver ske på det underlag som rullmotståndskoefficienten söks för. Det innebär att luftmotståndet är möjligt att mätas inomhus där det är vindstilla. Syftet med detta arbete var att ta fram en metod för beräkning av rull- och luftmotstånd hos Elba eller andra liknande fordon. På grund av tekniska problem och bristfälliga mätmiljöer har inga tillförlitliga värden för motstånden tagits fram med de utvecklade och valda metoderna. Om mätningarna skulle återupprepas med bättre utrustning och med bättre förhållanden skulle dock trovärdiga resultat kunna uppnås.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-154495 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Eqbal, Qudus, Grönvik, Gabriél-André |
| Publisher | KTH, Skolan för teknikvetenskap (SCI) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0023 seconds