Horizon Heliocentris Challange car – Fuel Cell Automotive Trainer

Een indrukwekkend scala aan hardware, software en digitaal lesmateriaal zorgt voor urenlange activiteiten voor studenten van alles, van middelbare school beroepstechnisch tot technisch op hbo-niveau.

• Ontwerp nieuwe oplossingen voor het optimaliseren van de prestaties van de auto
• Onderzoek de drie gebieden van energiebeheer
• Begrijp hybride aandrijftechnologie en werk om de impact op het milieu te minimaliseren
• Leer meer over data-acquisitie en ontdek hoe u grafieken en gegevens kunt manipuleren, analyseren en interpreteren die vanuit de auto op de weg en op de bank zijn verzameld
• Begrijp de verwachte prestaties van een brandstofcelsysteem en hoe u tot een optimale werking kunt komen
• Ontdek het verschil tussen verwachte prestaties en experimentele resultaten

Brandstofcellen of batterijen – of BEIDE?

We horen vaak of brandstofcellen ooit op de markt zullen komen, of waarom er zoveel moeite wordt gedaan in brandstofcellen als batterijen het werk beter en goedkoper kunnen doen - en doen het nu. Sommige mensen zullen zelfs zeggen dat brandstofcellen het domste idee ooit zijn.

Bij Horizon geloven we dat elke technologie voor energieopslag anders is en een specifieke rol te spelen heeft. Er is geen winnaar; er is geen verliezer als het gaat om de confrontatie tussen batterij en brandstofcel. Beide zijn apparaten voor het opslaan van elektrische energie, en het komt neer op de essentie van hoe deze verschillende apparaten werken. Batterijen kunnen een enorme klap uitdelen met een zeer kleine vormfactor in vergelijking met een brandstofcel. Ze zijn ook veel goedkoper, voor het vermogen dat ze leveren - en dat zal waarschijnlijk altijd zo blijven. Hun laadefficiëntie is ook erg hoog, "waarom niet gewoon een batterij opladen" is vaak wat we allemaal lezen of horen.

Ja, batterijen kunnen veel vermogen (W) leveren met een kleine vormfactor, maar ze kunnen geen zeer hoge energiecapaciteit aan. De reden dat we elektrische auto's zien met zoveel batterijen erin, is om "bereik" mogelijk te maken of de duur van het vermogen te vergroten (Watt x uur of Wh). Dus om het verschil tussen brandstofcellen en batterijen te begrijpen, moet men de twee concepten van vermogen (W) en energie (Wh) scheiden. Brandstofcellen zijn doorgaans duurder voor het vermogen dat ze leveren in vergelijking met batterijen, en dat zal waarschijnlijk zo blijven. De hoeveelheid energie of stroomduur (Wh) die ze kunnen leveren, kan echter aanzienlijk beter en ook veel goedkoper zijn.

Waar we mee weg moeten komen, is dat batterijen moeten worden gebruikt om hoge stroombelastingen te leveren, en brandstofcellen niet.

Dan is er nog de supercondensator.

Supercondensatoren gebruiken een speciaal 'dubbellaags' diëlektricum om energie op te slaan. Een diëlektricum is gewoon een soort isolator die een intern elektrisch veld creëert dat de opslag van elektrische energie mogelijk maakt. In een supercondensator zit een elektrolyt tussen twee geleiders. Op het punt dat de elektrolyt de geleider ontmoet, stoten de positieve ionen van de elektrolyt de elektronen van de geleider af, waardoor twee lagen ontstaan: de ene negatief geladen en de andere positief geladen. Tussen de twee lagen zitten 'gepolariseerde' deeltjes die perfect zijn voor het opslaan van grote hoeveelheden energie. Supercondensatoren kunnen tussen de tien en twintig keer de kracht van gewone batterijen leveren en hebben tussen de tien en honderd keer de energiedichtheid.

Telkens wanneer het vermogen van de brandstofcel te groot wordt, treedt de condensator in werking om de belasting te verlichten. In de praktijk betekent dit dat de brandstofcel zich concentreert op het leveren van vermogen wanneer de auto met constante snelheid rijdt of wanneer de 'Speed ​​Lock'-cruisecontrol is ingeschakeld, terwijl de supercondensator de piekenergiebehoeften zoals acceleratie afhandelt.

Dus de condensator is er om een ​​vermogensboost te geven, wanneer het waterstofsysteem niet genoeg vermogen heeft om te accelereren, maar de extra energiecapaciteit levert die condensatoren missen. Omdat de condensator zo spaarzaam en in zulke korte bursts wordt gebruikt, is het meer dan haalbaar dat de lader volledig milieuvriendelijk kan zijn. In echte voertuigen kunnen supercondensatoren ook elektriciteit opwekken uit de remenergie van het voertuig (regeneratief remmen), waardoor de efficiëntie van een motor die al 50% efficiënter is dan benzine-alternatieven.

Hybride voertuigen die rijden op een combinatie van waterstof en een supercondensator hoeven geen compromis te zijn. In plaats daarvan kunnen hybriden een synthese zijn van twee verschillende soorten duurzame energie die samenwerken om een ​​veel efficiënter systeem te creëren.

Wat zit er in het Horizon Energy Curriculum? De laboratoriumapparatuur is nog maar het begin. We hebben het Horizon Energy Curriculum ontwikkeld om docenten meerdere bronnen te bieden waarmee ze hun leerlingen kunnen betrekken.

• AUTO SYSTEMEN

Sturen en voortstuwing Elektrische energie gebruiken om het voertuig van stroom te voorzien Mechanische energie doorgeven Snelheid en energieverbruik Veranderingen in elektrische energie meten

• DE ROL VAN WATERSTOF

De waterstofbrandstofcel begrijpen Moderne batterijen begrijpen Elektriciteitsbronnen vergelijken

• ENERGIEBEHOEFTEN

Modellen gebruiken om de beweging van de auto te beschrijven MATLAB & Open Modelica: de beweging van de auto simuleren Meten op de baan Metingen doen op de oplaadbank

• AANPASBAARHEID VAN HET SYSTEEM

• BESLUITEN VAN DE FABRIKANT

Meten op de baan. Metingen doen op de oplaadbank Energieverbruik Duurzame ontwikkeling