NL1043124B1 - ENERGY SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE - Google Patents
ENERGY SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE Download PDFInfo
- Publication number
- NL1043124B1 NL1043124B1 NL1043124A NL1043124A NL1043124B1 NL 1043124 B1 NL1043124 B1 NL 1043124B1 NL 1043124 A NL1043124 A NL 1043124A NL 1043124 A NL1043124 A NL 1043124A NL 1043124 B1 NL1043124 B1 NL 1043124B1
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- heat
- energy
- energy system
- vehicle
- buffer
- Prior art date
Links
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 42
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 claims description 5
- MFIWAIVSOUGHLI-UHFFFAOYSA-N selenium;tin Chemical compound [Sn]=[Se] MFIWAIVSOUGHLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims description 2
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 26
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 30
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 7
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 6
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
De uitvinding is gericht op het op een duurzame manier vergroten van actieradius, capaciteit en/of vermogen van een energiesysteem aan boord van een elektrisch voertuig (EV). Het energiesysteem werkt samen met een extern warmtevoorziening systeem waarbij een warmtebuffer wordt, afhankelijk van de behoefte, gevuld met warmte-of koude-energie, bij voorkeur in de vorm van een vloeistof. De warmtebuffer betreft een reservoir dat primair geschikt is voor de opslag van thermische/calorische energie. De warmtebuffer kan secundair aangevuld zijn met, of (althans gedeeltelijk) functioneren als een elektriciteitsbuffer. Tertiair kan de warmtebuffer gebruikt worden om thermische energie om te zetten in elektrische energie. De elektrische capaciteit van bestaande elektrische accu's van het EV kan op deze manier zo veel mogelijk aangewend worden voor de aandrijving en/of het voorzien van elektriciteit aan de elektrische systemen.The invention is aimed at sustainably increasing the action radius, capacity and / or power of an energy system on board an electric vehicle (EV). The energy system works together with an external heat supply system in which a heat buffer is filled, depending on the need, with heat or cold energy, preferably in the form of a liquid. The heat buffer is a reservoir that is primarily suitable for the storage of thermal / caloric energy. The heat buffer can be secondarily supplemented with, or function (at least partially) as an electricity buffer. The heat buffer can be used tertiary to convert thermal energy into electrical energy. In this way, the electrical capacity of existing electric batteries of the EV can be used as much as possible for the propulsion and / or the supply of electricity to the electrical systems.
Description
TECHNISCH GEBIED De uitvinding heeft betrekking op energiesystemen voor voertuigen. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op energiesystemen voor elektrische voertuigen zoals bussen, treinen en vaartuigen, waarvan de cabine of passagiersruimte of andere onderdelen van het voertuig verwarmd dienen te worden.TECHNICAL FIELD The invention relates to vehicle power systems. In particular, the invention relates to energy systems for electric vehicles such as buses, trains and vessels, the cabin or passenger compartment of which or other parts of the vehicle are to be heated.
ACHTERGROND Elektrisch rijden is volop in ontwikkeling. Het gebruik neemt in alle vormen van transport enorm toe. Enkele belangrijke aspecten voor het gebruik van deze voertuigen zijn de volgende.BACKGROUND Electric driving is in full development. Use is increasing enormously in all forms of transport. Some important aspects for the use of these vehicles are the following.
Oplaadmogelijkheden Er dienen goede oplaadmogelijkheden voor de accu’s van de voertuigen te zijn. Het streven is om te laden met milieuvriendelijk opgewekte energie. Deze oplaadmethoden zijn vaak onder te verdelen in een standplaats (bv aan huis of in een remise, dit voor bussen) oplaadsysteem en systemen om onderweg de accu's bij te laden, om hiermee de actieradius te vergroten. Bij de standplaats oplaadvoorziening heeft men over het algemeen meer tijd om de accu op te laden waardoor de installatie niet extreem zwaar hoeft te zijn. Echter bij grotere aantallen voertuigen tegelijk zoals in een remise worden toch extreem zware oplaadinstallaties vereist hetgeen enorme problemen voor de elektrische infrastructuur met zich mee brengt. Bij het laden onderweg is de factor tijd een veel belangrijker aspect. Men wil in zo kort mogelijke tijd de accu's weer opgeladen hebben en de reis kunnen vervolgen. Ook wordt deze tijd bij grotere aantallen elektrische voertuigen steeds belangrijker aangezien het aantal laadplaatsen gezien de kosten en benodigde ruimte en infrastructuur beperkt zal moeten blijven. Gezien de relatief grotere vermogens van deze laadinrichtingen waarbij de oplaadtijd kort is en het gebruik zeer onregelmatig is geeft dit een groot probleem in de elektriciteit infrastructuur.Charging options There must be good charging options for the batteries of the vehicles. The aim is to charge with environmentally friendly energy. These charging methods can often be subdivided into a location (eg at home or in a depot, this for buses) charging system and systems to recharge the batteries on the road, in order to increase the range. At the location charging facility, you generally have more time to charge the battery, so that the installation does not have to be extremely heavy. However, with larger numbers of vehicles simultaneously, such as in a depot, extremely heavy charging installations are nevertheless required, which entails enormous problems for the electrical infrastructure. Time is a much more important aspect when loading on the road. They want to have the batteries recharged in the shortest possible time and be able to continue the journey. This time is also becoming increasingly important for larger numbers of electric vehicles, as the number of charging points will have to be limited in view of the costs and space and infrastructure required. In view of the relatively higher capacities of these charging devices, whereby the charging time is short and the use is very irregular, this presents a major problem in the electricity infrastructure.
Actieradius De actieradius van het voertuig moet bij voorkeur optimaal zijn, dit gezien de wijze waarvoor het voertuig ontwikkeld is en ingezet wordt en wat de omstandigheden van die inzet zijn. Men kan ook met behulp van zonnepanelen en andere middelen, aangebracht op het voertuig de actieradius vergroten.Range The range of the vehicle should preferably be optimal, given the way for which the vehicle has been developed and is used and what the circumstances are. It is also possible to increase the range with the help of solar panels and other means, mounted on the vehicle.
Belangrijk onderdeel van de aspecten die een rol spelen bij die optimale actieradius zijn de klimatologische omstandigheden. Verder speelt ook mee dat de zogenaamde lijnbussen ingezet worden in gebieden met een heel hoge verkeersintensiteit hetgeen vaak lijdt tot files en andere vertragingen.An important part of the aspects that play a role in that optimal range are the climatic conditions. Another factor is that the so-called regular buses are used in areas with a very high traffic intensity, which often leads to traffic jams and other delays.
Onder koude en of vochtige en of donkere omstandigheden is veel van de energie nodig voor verwarming en verlichting en dergelijke. Deze energie moet geleverd worden door de toegepaste accu's. Probleem hierbij is dat deze beschikbare energie gezien de kostprijs, de afmetingen en het gewicht van de accu's, beperkt is.Under cold and / or damp and / or dark conditions, much of the energy is needed for heating and lighting and the like. This energy must be supplied by the used batteries. The problem here is that this available energy is limited in view of the cost price, the dimensions and the weight of the batteries.
In moderne auto's zijn er vaak al mogelijkheden om tijdens het laden en voor het vertrek, het interieur te verwarmen (of eventueel te koelen). Hierdoor is de aanslag op de accucapaciteit minder.In modern cars there are often already options for heating (or possibly cooling) the interior during loading and before departure. This reduces the impact on the battery capacity.
Elektrische voertuigen Er bestaan verschillende vormen van elektrische aandrijving en manieren om de elektromotoren van energie te voorzien. In een eerste versie is een voertuig volledig afhankelijk van de accu's, welke regelmatig bijgeladen dienen te worden. Het bijladen kan bijvoorbeeld plaatsvinden op parkeerplaatsen voorzien van laadpalen of bij speciale laadstations. Dit type voertuig wordt vaak “volledig elektrisch” genoemd. Het voertuig kan eventueel voorzien zijn van een eigen elektriciteitsopwekkingssysteem dat zonne-energie in elektriciteit kan omzetten, zoals een zonnepaneel. Een tweede versie betreft voertuigen die naast de accu's nog een extra voorziening hebben om elektriciteit op te wekken door middel van een brandstofmotor. Deze brandstofmotor kan ook ingericht zijn om het voertuig volledig of ondersteunend aan te drijven. Dit type voertuig wordt meestal een “voertuig met hybride aandrijving” genoemd. Hierna worden beide versies gerefereerd als elektrisch voertuig of EV, tenzij specifiek één van de versies wordt bedoeld.Electric vehicles There are various forms of electric drive and ways to provide the electric motors with energy. In a first version, a vehicle is completely dependent on the batteries, which must be recharged regularly. Recharging can take place, for example, in parking places equipped with charging stations or at special charging stations. This type of vehicle is often referred to as “fully electric”. The vehicle can optionally be equipped with its own electricity generation system that can convert solar energy into electricity, such as a solar panel. A second version concerns vehicles that, in addition to the batteries, have an extra facility to generate electricity by means of a fuel engine. This fuel engine can also be designed to drive the vehicle completely or in an auxiliary manner. This type of vehicle is usually referred to as a “hybrid drive vehicle”. Hereafter, both versions are referred to as electric vehicle or EV, unless one of the versions is specifically intended.
Elektrische bus Een steeds belangrijker wordend voertuig betreft bussen die elektrische aandrijving hebben en afhankelijk zijn van accu's aan boord voor de elektriciteitsvoorziening. Bij het openbaar vervoer en vooral bij busvervoer spelen de hierboven beschreven zaken nog meer dan bij de andere elektrische voertuigen.Electric bus An increasingly important vehicle concerns buses that have electric propulsion and depend on on-board batteries for the electricity supply. The issues described above are even more important in public transport and especially in bus transport than in other electric vehicles.
Vaak staan ze s 'nachts in nauwelijks verwarmde ruimten in grotere aantallen bij elkaar. Voor het opladen van alle accu systemen is een oplaadvoorziening met grotere capaciteit nodig waarbij een goede invulling van laadschema’s gezien de beschikbare voorzieningen, aantal bussen en beschikbare tijd, belangrijk is. Ook hierbij kan het interieur mogelijk voor de aanvang van de busrit al op temperatuur gebracht worden. Desondanks zijn de verschillen in actieradius onder verschillende (weers)omstandigheden heel groot. Deels wordt een oplossing gevonden in het onderweg “bijladen” van de accu's echter de verschillen in actieradius blijven groot. Ook de laadtijd is hierbij vaak van belang.They often stand together in larger numbers at night in barely heated rooms. For charging all battery systems, a charging facility with a larger capacity is required, whereby a proper completion of charging schedules is important given the available facilities, number of buses and available time. Here, too, the interior can possibly be brought up to temperature before the start of the bus ride. Nevertheless, the differences in range under different (weather) conditions are very large. Partly a solution is found in "recharging" the batteries while on the road, but the differences in range remain large. The loading time is often also important here.
Verwarming van elektrische voertuigen kosten in de wintermaanden erg veel energie en daardoor gaat de hoeveelheid mogelijk te rijden kilometers heel hard omlaag. Koude accu's leveren in veel gevallen ook minder vermogen.Heating electric vehicles consumes a lot of energy in the winter months and as a result the amount of kilometers that can be driven is reduced very quickly. In many cases, cold batteries also provide less power.
In de bovenstaande artikelen is duidelijk dat gebruiksomstandigheden en weersomstandigheden een enorme invloed hebben op de actieradius van de voertuigen. Een uitgebreide test van een Duits Instituut dat voor deze test samenwerkte met een Oostenrijks instituut gaf voor een vergelijking met personenauto's het volgende. Bij hoge snelheden was de accu na circa 1,5 uur leeg, maar men had een behoorlijke afstand afgelegd. Dit betekent dat ook maar 1,5 uur verwarming etc. is gebruikt. Hierbij wordt ook nog gereden met een vooraf opgewarmde wagen.In the above articles it is clear that operating conditions and weather conditions have a huge influence on the range of the vehicles. An extensive test by a German institute that collaborated with an Austrian institute for this test gave the following for a comparison with passenger cars. At high speeds, the battery was empty after about 1.5 hours, but a considerable distance had been covered. This means that only 1.5 hours of heating etc. was used. This also involves driving with a pre-warmed car.
Bij koude omstandigheden en lage snelheden waarbij mogelijk ook veelvuldig geremd en versneld wordt is de accu na circa 3 uur leeg. Hierbij heeft de verwarming, verlichting etc. dan tweemaal zo lang gewerkt als bij de hogere snelheid. De gereden afstand was echter maar de helft.In cold conditions and low speeds, where there may also be frequent braking and acceleration, the battery is empty after approximately 3 hours. The heating, lighting, etc. will have worked twice as long as at the higher speed. However, the distance traveled was only half.
De huidige elektrische bus van Volvo is uitgerust met een batterij van 76 kilowattuur.Volvo's current electric bus is equipped with a 76 kilowatt-hour battery.
Deze kunnen dan circa 30 kilometer afleggen op een volle accu, waarna het voertuig door opportunity charging of andere vormen van snel laden snel weer kan worden bijgeladen. Nieuwere bussen hebben een actieradius tussen de 100 en 200 kilometer.These can then travel approximately 30 kilometers on a full battery, after which the vehicle can be quickly recharged by opportunity charging or other forms of fast charging. Newer buses have a range between 100 and 200 kilometers.
Door het vergroten van het accupakket kan de actieradius verhoogd worden naar 100 tot 200km afhankelijk van de omstandigheden. Flexibiliteit In de praktijk willen vervoerders graag flexibiliteit hebben. Er kunnen zich allerlei omstandigheden voordoen zoals stagnaties of wegomleidingen ten gevolge van wegwerkzaamheden, ongevallen of andere oorzaken waardoor een elektrische bus het risico loopt om stil te vallen. Zeker in de spitsuren zit je niet op dit soort problemen te wachten.By increasing the battery pack, the range can be increased to 100 to 200 km depending on the circumstances. Flexibility In practice, carriers like to have flexibility. All sorts of circumstances can arise such as stagnation or detours due to road works, accidents or other causes that put an electric bus at risk of stopping. Especially during rush hours you are not waiting for these kinds of problems.
Bij de bussen met een grotere batterijcapaciteit is de flexibiliteit veel groter en kan de vervoerder uit veel meer oplaadmogelijkheden kiezen. Het is mogelijk om in de daluren terug te rijden naar het depot en de bus daar aan de stekker te laden, maar het blijft ook mogelijk om onderweg te laden via snellaad systemen zoals oppcharge of men kan kiezen om het voertuig tijdens het schoonmaken aan een snellader te plaatsen. De accu en systemen moeten bij snelladen wel geschikt zijn om dit te kunnen doen.With buses with a larger battery capacity, the flexibility is much greater and the transporter can choose from many more charging options. It is possible to drive back to the depot during off-peak hours and charge the bus there at the plug, but it is also possible to charge while on the road via fast charging systems such as oppcharge or you can choose to charge the vehicle on a fast charger during cleaning. to place. The battery and systems must be suitable for fast charging to do this.
Niet alleen vervoer over de weg maakt steeds meer gebruik van elektrische aandrijving, ook andere vormen van vervoer maken deze transitie. Voorbeelden zijn te vinden in de scheepvaart, uiteenlopend van grote vrachtschepen tot kleine pleziervaartuigen. Een veerpont met elektromotoren die volledig afhankelijk is van accu's is een typisch voorbeeld van een vaartuig dat de gehele dag operationeel moet zijn en actieradius zo groot mogelijk moet zijn om zo weinig mogelijk te hoeven bijladen.Not only transport by road is increasingly using electric propulsion, other forms of transport are also making this transition. Examples can be found in shipping, ranging from large cargo ships to small pleasure craft. A ferry with electric motors that is completely dependent on batteries is a typical example of a vessel that has to be operational all day and has a radius of action as large as possible to minimize the need for recharging.
Uit onderzoek van Stifting Elektrysk Farre Fryslân (SEFF) is gebleken dat er medio 2016 naar schatting 12.000 elektrische vaartuigen in Nederland rondvaren. OngeveerResearch by Stifting Elektrysk Farre Fryslân (SEFF) has shown that an estimated 12,000 electric vessels will be sailing around the Netherlands in mid-2016. About
1.000 daarvan zijn plug-in hybride, de overige 11.000 worden volledig elektrisch aangedreven. Het gaat om zowel nieuwgebouwde elektrische vaartuigen als omgebouwde boten. Dit is ongeveer 2,9% van het totaalaantal gemotoriseerde vaartuigen. Ook de brancheorganisatie Hiswa signaleert een duidelijke toename in de interesse in elektrisch varen.1,000 of these are plug-in hybrids, the remaining 11,000 are fully electrically powered. This concerns both newly built electric vessels and converted boats. This is approximately 2.9% of the total number of motorized vessels. The trade association Hiswa also signals a clear increase in interest in electric sailing.
Ten slotte is ook treinvervoer steeds meer aan het transformeren naar elektrische aandrijving met accu's voor de stroomvoorziening. Hoewel in veel landen een uitgebreid bovenleiding netwerk aanwezig is voor de stroomvoorziening zijn er ook veel gebieden die doorkruist moeten worden zonder dat soort infrastructuur. Ook daar is behoefte aan een voldoende grote actieradius.Finally, rail transport is also increasingly transforming into electric propulsion with batteries for power supply. Although many countries have an extensive overhead line network for power supply, there are also many areas that need to be traversed without that kind of infrastructure. There is also a need for a sufficiently large action radius.
Tussendoor bijladen zal voor het gros van de buslijnen in Europa wel nodig blijven. Men denkt daarbij dat de meeste partijen zullen kiezen voor snelladen, omdat dit nu eenmaal het meest efficiënt is in de operatie en kan gebeuren tijdens een tussenstop 5 met rustpauze. Er is dus geen standaardoplossing, die overal toepasbaar is. Elektrische buslijnen betekenen een enorme rekenexercitie om bussen optimaal in te zetten. Overdag staan er vaak veel bussen stil op het depot, maar je hebt ook nog te maken met de rij- en rusttijden van chauffeurs.It will still be necessary to recharge the majority of bus lines in Europe in the meantime. It is thought that most parties will opt for fast charging, because this is simply the most efficient in the operation and can take place during an intermediate stop with a rest break. So there is no standard solution that can be applied everywhere. Electric bus lines represent an enormous calculation exercise for optimal use of buses. During the day many buses often stop at the depot, but you also have to deal with the driving and rest times of drivers.
DE UITVINDING Door extra voorzieningen aan te brengen in een bij voorkeur volledig elektrisch voertuig kan gebruik worden gemaakt van andere vormen van energieproductie, -opslag, en - gebruik. Hierna wordt gesproken over een bus, waarbij een volledig elektrische bus wordt bedoeld als voorbeeld. De uitvinding is ook van toepassing op andere voertuigen, en ook op niet-elektrische of hybride voertuigen. De uitvinding is gericht op het op een duurzame manier vergroten van actieradius, capaciteit en/of vermogen van een energiesysteem aan boord van een elektrisch voertuig (EV). Het energiesysteem werkt samen met een extern warmtevoorziening systeem waarbij een warmtebuffer wordt, afhankelijk van de behoefte, gevuld met warmte-of koude-energie, bij voorkeur in de vorm van een vloeistof. De warmtebuffer betreft een reservoir dat primair geschikt is voor de opslag van thermische/calorische energie. De warmtebuffer kan secundair aangevuld zijn met, of (althans gedeeltelijk) functioneren als een elektriciteitsbuffer. Tertiair kan de warmtebuffer gebruikt worden om thermische energie om te zetten in elektrische energie. De elektrische capaciteit van bestaande elektrische accu's van het EV kan op deze manier zo veel mogelijk aangewend worden voor de aandrijving en/of het voorzien van elektriciteit aan de elektrische systemen. De warmtebuffer kan bestaan uit één of meerdere speciale centrale containers en/of verdeeld zijn over aangepaste constructiedelen van de bus, tezamen met een eventueel voorzien leidingsysteem gevuld is met vloeistof of gas. Constructiedelen van de bus betreffen bijvoorbeeld profielen, plafond- en vloerdelen en stoelen.THE INVENTION By providing additional facilities in a preferably fully electric vehicle, use can be made of other forms of energy production, storage and use. A bus is referred to hereinafter, where a fully electric bus is intended as an example. The invention also applies to other vehicles, as well as non-electric or hybrid vehicles. The invention is aimed at sustainably increasing the action radius, capacity and / or power of an energy system on board an electric vehicle (EV). The energy system works together with an external heat supply system in which a heat buffer is filled, depending on the need, with heat or cold energy, preferably in the form of a liquid. The heat buffer is a reservoir that is primarily suitable for the storage of thermal / caloric energy. The heat buffer can be secondarily supplemented with, or function (at least partially) as an electricity buffer. The heat buffer can be used tertiary to convert thermal energy into electrical energy. In this way, the electrical capacity of existing electric batteries of the EV can be used as much as possible for the propulsion and / or the supply of electricity to the electrical systems. The heat buffer can consist of one or more special central containers and / or be distributed over adapted construction parts of the bus, together with a possibly provided piping system filled with liquid or gas. Construction parts of the bus concern, for example, profiles, ceiling and floor parts and seats.
De toegepaste materialen moeten optimaal gekozen worden met betrekking tot warmtecapaciteit, opslagcapaciteit, isolatie, warmteafgifte mogelijkheden, verbrandingsgevaar bij aanraking, onderhoud, bestendigheid voor de toegepaste vloeistoffen bij de gebruikte temperaturen.The materials used must be optimally chosen with regard to heat capacity, storage capacity, insulation, heat emission possibilities, risk of burns when touched, maintenance, resistance for the liquids used at the temperatures used.
Veiligheidsmaatregelen dienen waar nodig ingebouwd te worden. Voorzieningen ten behoeve van expansie en eventuele bevriezing of koken van de gebruikte vloeistof dienen genomen te worden.Safety measures should be incorporated where necessary. Provisions for expansion and possible freezing or boiling of the liquid used must be taken.
Hierna wordt de term energiesysteem gebruikt om het systeem aan boord van een voertuig aan te duiden dat is ingericht voor de elektriciteit- en warmtehuishouding van het voertuig. Het warmtevoorziening systeem betreft het systeem dat extern van de bus opereert om warmte te produceren en/of op te slaan en aan de bus over te brengen. Hierna wordt gesproken over vloeistof als medium, maar ook vaste stof of gas kan gebruikt worden als medium voor opslag en vervoer van warmte-energie. Hierna wordt water (of bewerkt water, zoals gedistilleerd water) als een voorbeeld van vloeistof gebruikt in een voorbeeld van warmteproductie, -opslag en gebruik. Water wordt in het warmtevoorziening systeem tot tegen het kookpunt verwarmd. Een volume van 1000 liter water kan hierdoor een energie hoeveelheid gelijk aan een 100 kWh accu bevatten. Door geschikte materialen te kiezen en daarvoor in aanmerking komende onderdelen van de bus hier ook mee te verwarmen kan in de bus gebrachte en opgenomen hoeveelheid energie nog veel groter worden. Door het warme water door de voorzieningen te laten stromen waarbij door verschilmetingen in temperatuur van de toegevoerde en afgevoerde waterstroom eventueel in combinatie met andere metingen kan gekomen worden tot de optimale toegevoerde energie. Hierbij kan ook gebruik gemaakt worden van allerlei voorzieningen zoals gestuurde kleppen, pompen en andere voorzieningen. Het geretourneerde water kan hergebruikt worden (gesloten systeem). Het water in de remise kan worden opgeslagen in daarvoor geschikte installaties. Dit kunnen installaties per bus zijn of installaties die geschikt zijn voor meerdere bussen tegelijk. Verwarming van het water of medium in de remise tot de gewenste temperatuur geschiedt met de daarvoor beschikbare middelen en op de daarvoor geschikte tijden. Daarbij kan gebruik worden gemaakt van restwarmte van bijvoorbeeld energiecentrales, industrie, datacentra of andere vormen van energie overschot zoalsbij een te grote aangeboden hoeveelheid zon of windenergie. Dit kan met name ook interessant zijn voor energie-laadstations onderweg.In the following, the term energy system is used to indicate the system on board a vehicle that is designed for the electricity and heat management of the vehicle. The heat supply system is the system that operates externally to the bus to produce and / or store heat and transfer it to the bus. In the following, the term liquid is referred to as a medium, but solid matter or gas can also be used as a medium for the storage and transport of heat energy. After this, water (or processed water, such as distilled water) is used as an example of liquid in an example of heat production, storage and use. Water is heated to boiling point in the heat supply system. A volume of 1000 liters of water can therefore contain an energy amount equal to a 100 kWh battery. By choosing suitable materials and also using them to heat eligible parts of the bus, the amount of energy introduced and absorbed into the bus can be much greater. By allowing the hot water to flow through the facilities, whereby differential measurements in the temperature of the supplied and discharged water flow, possibly in combination with other measurements, can be used to arrive at the optimum supplied energy. Use can also be made of all kinds of facilities such as controlled valves, pumps and other facilities. The returned water can be reused (closed system). The water in the depot can be stored in suitable installations. These can be installations per bus or installations that are suitable for several buses at the same time. Heating of the water or medium in the depot to the desired temperature takes place with the means available for this purpose and at the appropriate times. Use can be made of residual heat from, for example, power plants, industry, data centers or other forms of energy surplus, such as an excessive amount of sun or wind energy. This can also be of particular interest for energy charging stations on the road.
De capaciteit van de installaties wat betreft het volume en de opwarmcapaciteit dienen afgestemd te zijn op de gewenste inzet en gebruik van de installatie.The capacity of the installations in terms of volume and heating capacity must be geared to the desired deployment and use of the installation.
Voordelen In het kort levert de uitvinding de volgende voordelen op, zowel lokaal, zoals op de remise van bussen, als verspreid langs wegen, waar laadsystemen zijn geïmplementeerd:Advantages In short, the invention provides the following advantages, both locally, such as at the depot of buses, and distributed along roads, where charging systems are implemented:
1. Tijdens een tussenstop kan snel een relatief grote hoeveelheid warmte (of koude) opgenomen worden door uitwisseling van een medium.1. During an intermediate stop, a relatively large amount of heat (or cold) can be absorbed quickly by exchanging a medium.
2. De belasting van beschikbare energienetwerken wordt verminderd en logistiek vergemakkelijkt.2. The burden on available energy networks is reduced and logistics are simplified.
3. De belasting van het beschikbare elektriciteitsnetwerk wordt beter over de tijd gespreid.3. The load on the available electricity network will be spread better over time.
4. De leveringscapaciteit aan voertuigen wordt vergroot.4. The delivery capacity to vehicles will be increased.
5. Afhankelijkheid van de openbare infrastructuur wordt verminderd.5. Dependence on public infrastructure is reduced.
6. Het levert een energie- en warmtevoorziening systeem op dat bijdraagt aan de het bevorderen van het gebruik van alternatieve en of schone energie en restenergie.6. It provides an energy and heat supply system that contributes to the promotion of the use of alternative and / or clean energy and residual energy.
7. Implementering is relatief goedkoop, en verdient zichzelf snel terug.7. Implementation is relatively cheap and pays for itself quickly.
8. Beschikbaarheid van warmte in gevallen van calamiteiten kan van pas komen, vooral tijdens koude, winterse omstandigheden. In die situaties kan er bijvoorbeeld sprake zijn van slippende wielen, stilvallen in afgelegen gebieden en andere problemen. Met de warmtebuffer kan drank aan boord verwarmd worden en soelaas bieden. Een fleshouder of kastruimte die in de warmtebuffer kan worden geplaatst is daarom ook deel van de uitvinding.8. Availability of heat in case of calamities can come in handy, especially during cold, wintery conditions. In those situations, there may be, for example, skidding wheels, stopping in remote areas and other problems. With the heat buffer, drinks can be heated on board and offer solace. A bottle holder or cupboard space that can be placed in the heat buffer is therefore also part of the invention.
9. Door het gebruik van het warme water kan bij het starten van de busritten waarbij de buitentemperatuur vaak op het laagste punt van de dag is, door de relatief hoge temperatuur van het water (of medium) de benodigde warmte goed afgenomen worden. Normaliter stijgt de temperatuur gedurende de dag en wordt de warmtebehoefte minder groot en dat sluit dan weer goed aan bij de lager wordende temperatuur in het reservoir met het water (medium).9. By using the warm water, when bus rides start, where the outside temperature is often at the lowest point of the day, the required heat can be taken off well due to the relatively high temperature of the water (or medium). Normally, the temperature rises during the day and the heat demand decreases, which in turn matches the decreasing temperature in the reservoir with the water (medium).
In het navolgende wordt ingegaan op enkele genoemde voordelen en overige aspecten.Below we will discuss some of the advantages and other aspects mentioned.
Vergroten actieradius Uitbreiding van de energiecapaciteit beschikbaar voor het rijden met de elektrische bussen waardoor de actieradius vergroot wordt en efficiëntere inzet van de bus mogelijk is.Increase range Expansion of the energy capacity available for driving the electric buses, which increases the range and enables more efficient use of the bus.
Verbeteren van logistiek voor opladen Minder belasting van de laadstations bij gebruik van deze methode dan bij gebruik van meerdere accu's om een groter bereik te verkrijgen, hetgeen zeker bij grotere aantallen bussen belangrijk is. Door een kleiner beroep op de laadstations zijn er minder logistieke problemen te verwachten, en kan worden volstaan met minder laadstations. Door gebruik te maken van alternatieve energie zoals aardwarmte, restwarmte, warmte uit omgevingen zoals uit oppervlaktewater, rioleringen, restwarmte landbouw, veeteelt, industrie, datacentra etc., maar ook door gebruik van het overschot aan alternatief opgewekte elektrische energie zoals door windmolens en zonnecollectoren/panelen van zowel het openbare netwerk als dat van particuliere of bedrijfsmatige netwerken kan een warmtebuffer c.q. de bus worden opgewarmd op een duurzame manier.Improving charging logistics Less load on the charging stations when using this method than when using multiple batteries to obtain a longer range, which is especially important with larger numbers of buses. Due to less use of the charging stations, fewer logistical problems are to be expected and fewer charging stations will suffice. By making use of alternative energy such as geothermal energy, residual heat, heat from environments such as from surface water, sewers, residual heat from agriculture, livestock farming, industry, data centers, etc., but also by using the surplus of alternatively generated electrical energy such as windmills and solar collectors / panels of both the public network and that of private or commercial networks, a heat buffer or bus can be heated in a sustainable manner.
Dit levert tevens een geringere belasting van elektrische infrastructuur op.This also results in a lower load on electrical infrastructure.
Sneller en efficiënter laden Een snellere laadtijd van energie omdat elektrisch en met warme vloeistof laden gelijktijdig kan plaatsvinden. Dit levert daardoor een betere efficiency op.Faster and more efficient charging A faster charging time of energy because electric and hot liquid charging can take place simultaneously. This results in better efficiency.
Het onderweg bijladen kan ook voor beide energievormen tegelijkertijd gebeuren waardoor de actieradius ook weer zal toe nemen. Ook kan men kiezen door enkel met één energievorm te laden. Men kan met vloeistof door inzet van zware pompen ook veel sneller laden zonder dat een energienet (over)belast wordt.Charging while on the road can also be done for both forms of energy at the same time, which will increase the range again. You can also choose by only charging with one form of energy. It is also possible to load much faster with liquid by using heavy pumps without the energy network being (over) loaded.
Door de vloeistofsystemen onder te verdelen in verschillende circuits kan men, zowel in de bus als in de remise en dergelijke, delen van het systeem gebruiken om te verwarmen en of te koelen.By subdividing the fluid systems into different circuits, parts of the system can be used for heating and / or cooling, both in the bus and in the depot and the like.
In de bus kunnen voorzieningen getroffen worden die zeer plaatselijke verwarming zoals per bezette stoel of per bezette plaats kunnen regelen, eventueel ook nog instelbaar door de passagier. Door geregelde warmteafgifte en ventilatie stromen kan de warmteafgifte bij het dalen van de temperatuur optimaal geregeld worden.In the bus, provisions can be made that can regulate very local heating, such as per occupied seat or per occupied seat, possibly also adjustable by the passenger. By regulated heat output and ventilation flows, the heat output can be optimally regulated when the temperature drops.
Combinatie van de huidige warmtesystemen of integratie van beide systemen kunnen afhankelijk van de omstandigheden zorgen voor optimaal resultaat.Depending on the circumstances, a combination of the current heating systems or integration of both systems can ensure optimal results.
Voor de warmteoverdracht in de remise en of in de bus kan ook gebruik gemaakt worden van verschillende warmteoverdracht systemen, waarbij de vloeistof warmte overdraagt aan één of meer gesloten systemen die de warmte van de remise unit of units naar of van de bus opslag-unit (units) transporteren. Van daaruit kan de warmte (of kou) zich met andere gesloten systemen zich door de bus verspreiden. Dit kunnen systemen zijn die warmte opname en warmtespreiding met verschillende media regelen en die zowel uit vaste stoffen, vloeistoffen of gassen kunnen bestaan.For the heat transfer in the depot and / or in the bus, use can also be made of different heat transfer systems, where the fluid transfers heat to one or more closed systems that transfer the heat from the depot unit or units to or from the bus storage unit ( units). From there, the heat (or cold) can spread through the bus with other closed systems. These can be systems that control heat absorption and heat dissipation with different media and that can consist of solids, liquids or gases.
Voordelen betreffen onder ander minder storingsgevoeligheid, minder onderhoud, geschikter voor de warmtehuishouding en warmte opslag in de bus en kostenbesparing in de aanleg. Het kan ook voordelen geven voor het aansluiten van leidingen voor de toe en afvoer van de warme en of koude vloeistoffen van en naar de opslag unit of units in de remise of in de oplaadpunt of punten onderweg.Advantages include less susceptibility to malfunctions, less maintenance, more suitable for heat management and heat storage in the bus and cost savings in construction. It can also provide advantages for connecting pipes for the supply and discharge of the hot and / or cold liquids from and to the storage unit or units in the depot or in the charging point or points along the way.
Vioeistof ingezet als onderdeel van een accu systeem.Liquid used as part of a battery system.
Door de opslaginstallaties in de remises en eventuele opslaginstallaties in de bussen te laten functioneren als elektrisch oplaadbare accu's (denk hierbij aan de principes van de zeezoutaccu’s) kan de mogelijke beschikbare energie nog groter worden.By having the storage installations in the depots and any storage installations in the buses function as electrically rechargeable batteries (think of the principles of the sea salt batteries), the possible available energy can increase even more.
Vloeistof opslag in de bus kan gebruikt worden als accu voor de opslag van warmte en elektrische energie en voor extra opwekking van (extra) elektriciteit, door de warmte om te zetten in elektrische energie. Hierbij kan van verschillende vloeistoffen met verschillende eigenschappen gebruik worden gemaakt.Liquid storage in the bus can be used as a battery for the storage of heat and electrical energy and for additional generation of (extra) electricity, by converting the heat into electrical energy. Different liquids with different properties can be used here.
Opslag van elektrische energie en warmte-energie kan plaatsvinden in één installatie, dus in de bus onderdelen zelf, waardoor de bestaande accu minder wordt belast en de nieuwe energiebron kan parallel energie leveren met de standaard aanwezige accu. Hier volgt een rekenvoorbeeld in verband met het verwarmen van vloeistof, in dit geval water. Als 1000 liter water met circa 86 graden wordt verwarmd levert dat een opgeslagen vermogen op van circa 1000 x 1,16 x 86 = 100 kWh, oftewel een zogenaamde wateraccu met een capaciteit van 100 kWh. Dat is dus een aanzienlijke energiehoeveelheid ten opzichte van de accucapaciteit.Storage of electrical energy and heat energy can take place in one installation, in other words in the bus components itself, so that the existing battery is less taxed and the new energy source can supply energy in parallel with the standard battery. Here follows a calculation example in connection with heating liquid, in this case water. If 1000 liters of water are heated to approximately 86 degrees, this results in a stored power of approximately 1000 x 1.16 x 86 = 100 kWh, or a so-called water battery with a capacity of 100 kWh. That is therefore a considerable amount of energy compared to the battery capacity.
Een probleem met elektrische laders voor elektrische voertuigen is dat ze een grote belasting (gaan) vormen voor het huidig energienet. Snelladers voor gewone auto’shebben doorgaans circa 0,35 MW vermogen, terwijl snelladers voor bussen en vrachtwagens zelfs tot 1 MW piekvermogen leveren. Dit gaat gezien de groeiende hoeveelheid elektrische voertuigen al op korte termijn problemen opleveren. Bijkomend probleem is dat de grotere stromen bij snelladen een risico vormen voor de veiligheid door warmteontwikkeling in kabels etc.A problem with electric chargers for electric vehicles is that they (will) form a large burden on the current energy network. Fast chargers for ordinary cars typically have around 0.35 MW of power, while fast chargers for buses and trucks deliver even up to 1 MW of peak power. Given the growing amount of electric vehicles, this will cause problems in the short term. An additional problem is that the higher currents during fast charging pose a risk to safety due to heat development in cables, etc.
Kabels voor 150 KW lading zijn relatief erg zwaar en voor een gemiddeld persoon niet te tillen. Bij zwaardere laadinrichtingen moeten onderdelen voorzien worden van extra koeling bijvoorbeeld met water hetgeen installaties, zowel van de bus als van de lader, wat het complex en dus kostbaar maakt.Cables for 150 KW load are relatively heavy and cannot be lifted for an average person. With heavier loading devices, parts must be provided with additional cooling, for example with water, which makes installations, both of the bus and of the charger, complex and therefore expensive.
Ons voorstel is om, behalve de stekker voor het elektrisch laden ook nog een set slangen voor water (of ander medium) van bijvoorbeeld 98 graden Celsius aan een bus te koppelen. Uitgangspunt hierbij is dat de bus bij voorkeur optimaal is geïsoleerd, waarbij de waarden van temperatuur en hoeveelheden en het soort medium aan de wensen en beoogde doelstelling aangepast kunnen worden.In addition to the plug for electric charging, our proposal is also to connect a set of hoses for water (or other medium) of 98 degrees Celsius, for example, to a bus. The basic principle here is that the can is preferably optimally insulated, whereby the values of temperature and quantities and the type of medium can be adapted to the wishes and intended objective.
De bus wordt daartoe zodanig geconfigureerd dat, verspreid door de bus, bijvoorbeeld 1000 liter water wordt opgenomen, bijvoorbeeld in profielen in de vloer, waarbij de onderzijde van de bus bij voorkeur optimaal is geïsoleerd.To this end, the can is configured such that, distributed throughout the can, for instance 1000 liters of water is absorbed, for instance in profiles in the floor, the underside of the can preferably being optimally insulated.
Bussen staan meestal gedurende de nacht in een hal (remise) die spaarzaam verwarmd wordt. Hier worden ook de accu's geladen. Gedurende die remise parkeertijd kan bijvoorbeeld een uur voor aanvang van het dienstschema een hete vioeistof of gasstroom (bij voorkeur een waterstroom) door de profielen en de warmtebuffer van de bus geleid worden, totdat de bus opgewarmd is tot gedeeltelijk zelfs ver boven de omgevingstemperatuur. Een verschilmeting kan dan opleveren dat er dan 100 kWh plus de warmte opslag (bijvoorbeeld 50kWh) in de busdelen zelf, kan oplopen tot een totale capaciteit van 150kWh. De bus is dus op temperatuur en deels boven temperatuur als hij weg gaat rijden Eventueel kan ook de aanwezige elektrische accu op de optimale temperatuur gebracht zijn. Vervolgens kan de warmte langzaam naar behoefte vrij worden gemaakt voor gebruik aan boord van de bus. Daar zijn vele mogelijkheden voor.Buses are usually kept in a hall (depot) during the night that is sparingly heated. The batteries are also charged here. During that depot parking time, for example, one hour before the start of the duty schedule, a hot liquid or gas flow (preferably a water flow) can be passed through the profiles and the heat buffer of the bus, until the bus has heated up to some extent even far above the ambient temperature. A difference measurement can then result in 100 kWh plus the heat storage (for example 50kWh) in the bus parts themselves, reaching a total capacity of 150kWh. The bus is therefore at temperature and partly above temperature when it starts driving. The existing electric battery can also be brought to the optimum temperature. Subsequently, the heat can be slowly released as needed for use on board the bus. There are many options for this.
Het voordeel van deze oplossing is dat de accu, zolang als er voldoende warmtecapaciteit is, nu dus alleen voor de aandrijving hoeft te zorgen.The advantage of this solution is that the battery, as long as there is sufficient heat capacity, now only has to provide the drive.
De 1000 of zelfs extra zeg 1500 kg van de warmtebuffer behoeft geen bezwaar te zijn, gezien het totale gewicht van een gemiddelde bus en de mogelijkheid om het gewicht (dat vloeibaar is) over de bus te verspreiden. Eventueel kan onderweg op speciale laadpunten waar de elektrische accu wordt bijgeladen, de bus ook van heet water voorzien worden.The 1000 or even extra say 1500 kg of the heat buffer does not have to be a problem, given the total weight of an average can and the possibility to spread the weight (which is liquid) over the can. If necessary, the bus can also be supplied with hot water at special charging points where the electric battery is recharged.
Door bovenstaande wordt de actieradius en/of het beschikbare vermogen van de accu aanzienlijk verhoogd. Een praktisch voorbeeld is hieronder beschreven. Een bus met lithium-ion batterijenmodules van Akasol aan boord met een maximumcapaciteit van 243 kWh. Dat wordt bereikt met 10 stuks met 180 cellen achterin (4 stuks) en op het dak (2 tot 6 stuks). Mercedes schat de actieradius in de zomer conservatief in op 150 kilometer. Het gewicht komt uit op 19,5 ton. De bus biedt plaats aan 70 tot 80 passagiers. Deze krijgt met een toename van circa 1500 kg aan gewicht een circa 50% grotere actieradius.The above significantly increases the range and / or the available power of the battery. A practical example is described below. A bus with lithium-ion battery modules from Akasol on board with a maximum capacity of 243 kWh. This is achieved with 10 units with 180 cells in the rear (4 units) and on the roof (2 to 6 units). Mercedes conservatively estimates the range in the summer at 150 kilometers. The weight is 19.5 tons. The bus can accommodate 70 to 80 passengers. With an increase of approximately 1500 kg in weight, it will have an approximately 50% greater action radius.
Koelen en verwarmen van de bus vindt plaats middels een warmtepomp met een airconditioning als back-up. Eveneens is het mogelijk om de bussen tijdens het laden op temperatuur te brengen. Elektrisch verwarming kan plaatsvinden in de remise.Cooling and heating of the bus takes place by means of a heat pump with air conditioning as a backup. It is also possible to bring the buses up to temperature during loading. Electric heating can take place in the depot.
De uitvinding stelt voor om de toe te voeren energie, ook uit warmte te laten bestaan. Een combinatie van dit zogenaamde warmteladen en elektrische laden levert een voorsprong op voor elektrische bussen en andere voertuigen en verhoogt daarmee beschikbaar vermogen en/of actieradius.The invention proposes to have the energy to be supplied also consist of heat. A combination of this so-called heat charging and electric charging gives electric buses and other vehicles a head start and thus increases available power and / or range.
De accu slaat de elektrische energie op en de bus zelf is deels de warmteopslag samen met bijvoorbeeld de 1000 liter heet water. De 1000 liter water vormt weer eventueel een extra accu voor elektriciteit.The battery stores the electrical energy and the bus itself is partly the heat storage together with, for example, the 1000 liters of hot water. The 1000 liters of water can form an extra battery for electricity.
In de zomer kan koud water worden gebruikt, of verwarmd water kan worden verwijderd. Eventueel kan ook tijdens de rit de vloeistof verwijderd worden als gewichtsreductie voor de rest van de rit. Hiervoor zou zelfs het opslagsysteem in speciale secties verdeeld kunnen zijn.Cold water can be used in summer, or heated water can be removed. Optionally, the liquid can also be removed during the ride as weight reduction for the rest of the ride. For this, even the storage system could be divided into special sections.
Er kunnen een soort tankstations gemaakt worden in de remise en eventueel onderweg. Dit kan bij plaatsen met een overschot aan energie zoals bijvoorbeeld bij centrales, industrie en datacentra. Eventueel kan dit ook in de vorm van wisselbare elementen voorzien van warmte-energie en elektrische energie.A kind of filling stations can be made in the depot and possibly en route. This can be done in places with a surplus of energy, such as power stations, industry and data centers. This can optionally also be provided with heat energy and electrical energy in the form of exchangeable elements.
Natuurlijk zijn allerlei maatregelen zoals antivries, expansievaten goede isolatie, pompen en vele andere zaken nodig.Of course, all kinds of measures such as antifreeze, expansion vessels, good insulation, pumps and many other things are necessary.
Groot voordeel is dat de energie geleidelijk aan water toegevoerd kan worden waardoor piekbelastingen op het net verminderd worden en ook gemakkelijker gebruik gemaakt kan worden van alternatieve bronnen.A great advantage is that the energy can be gradually supplied to water, which reduces peak loads on the grid and also makes it easier to use alternative sources.
Een alternatief vormt het invoeren van wisselbare of vulbare containers voor warm water of een ander medium en/of een box met PCM materialen (zogenaamde warmtebuffers) bijvoorbeeld voor vachtwagens, personenwagens en nog vele andere transportmiddelen.An alternative is the introduction of exchangeable or fillable containers for hot water or another medium and / or a box with PCM materials (so-called heat buffers), for example for fleece trucks, passenger cars and many other means of transport.
Treinen kunnen worden voorzien van warmteaccu's en/of zoutwateraccu's met opgeslagen elektrische en warmte-energie in of onder de trein(wagons) waardoor minder energie van een spoorleidingennet afgehaald hoeft te worden. Ook kan een trein op deze manier, in combinatie met andere accu's, over een railsysteem rijden zonder de noodzaak van elektrisch (boven)leidingensysteem. Er is dan sprake van een accu trein.Trains can be equipped with heat accumulators and / or salt water accumulators with stored electrical and heat energy in or under the train (wagons), so that less energy has to be collected from a rail network. In this way, a train can also run on a rail system, in combination with other batteries, without the need for an electrical (overhead) line system. There is then a battery train.
Verder voordeel kan zijn dat bij het wegvallen van de spanning van het railnetwerk, dat de trein mogelijk op deze energie kan doorrijden.A further advantage may be that if the voltage of the rail network is lost, the train may continue to run on this energy.
Verder kunnen ook andere vloeistoffen ingezet worden maar ook onderdelen met een grotere warmtecapaciteit voor relevante onderdelen in de bus.Furthermore, other liquids can also be used, but also parts with a greater heat capacity for relevant parts in the bus.
Er kan zelfs warm water alleen door de gebruikte stoelen gevoerd worden en dat eventueel zelfs ook alleen de vloer bij de plaatsen die bezet zijn verwarmd gaat worden. Een andere optie is om de toegevoerde warmte-energie om te zetten in elektrische energie die gebruikt kan worden voor het aanzienlijk vergroten van de actieradius of om te zetten in energie voor koeling.Hot water can even only be fed through the seats used and that possibly even only the floor at the seats that are occupied will be heated. Another option is to convert the supplied heat energy into electrical energy that can be used to significantly increase the operating radius or to convert it into energy for cooling.
Door het gebruik van warmtepompen en andere energiebronnen kunnen de opslagunits, bijvoorbeeld in remises, milieuvriendelijk opgeladen worden en onafhankelijker van het openbare energienet worden.By using heat pumps and other energy sources, the storage units, for example in depots, can be charged in an environmentally friendly way and become more independent from the public energy grid.
De apparatuur voor het opladen kan efficiënter ingezet worden en de belasting voor het openbare energienet wordt ook minder grillig.The equipment for charging can be used more efficiently and the load on the public energy grid is also less erratic.
Het toepassingsgebied zal voornamelijk busvervoer zijn echter toepassingen in andere transportmiddelen zoals vrachtwagens en bestelbusjes, maar ook in boten en elektrisch treinen en andere aangedreven installaties zijn ook mogelijk.The field of application will mainly be bus transport, however applications in other means of transport such as trucks and vans, but also in boats and electric trains and other powered installations are also possible.
Bovendien is de uitvinding ook toepasbaar in door andere vormen van energie aangedreven voertuigen waaronder aandrijving met waterstof als basis. Voordeel is te halen uit het inzetten van PCM voor de gebruikte materialen, de constructie en voor aankleding bus, stoelen, wanden en plafonds.Moreover, the invention is also applicable in vehicles powered by other forms of energy, including propulsion with hydrogen as a basis. Advantages can be gained from the use of PCM for the materials used, the construction and for the decoration of the bus, seats, walls and ceilings.
Fase veranderende materialen Fase veranderende materialen (Phase Changing Materials, PCM) zijn materialen die warmte opnemen of afgeven door te veranderen van vaste naar vloeibare fase. Door terug te veranderen naar vaste fase kunnen deze materialen deze warmte weer afstaan. Hierdoor wordt de omgevingstemperatuur van deze materialen stabieler. Dus de maximumtemperatuur wordt lager en de minimumtemperatuur wordt hoger. Water (en ijs) is ook een PCM. Faseverandering moet bij voorkeur plaatsvinden binnen de beschikbare temperatuurgrenzen waartussen de omgeving schommelt. Speciale PCM kan per volume meer warmte opnemen dan water, waardoor gewicht en volume bespaard kan worden, of een grotere warmtecapaciteit met hetzelfde gewicht en volume. Door toepassing van PCM materialen is een nog beter resultaat te bereiken. Ook kan met minder volume en/of gewicht eenzelfde hoeveelheid warmteopslag bereikt worden. PCM materialen kunnen toegepast worden in vele onderdelen en met name in de warmtebuffers, zowel op de remise als in de bus. Eventueel kunnen aan het warmtebuffer PCM materialen met verschillende smelt temperaturen toegevoegd worden. Warmtepomp Een warmtepomp zorgt op een duurzame manier voor verwarming en warm water. Warmtepompen halen met een warmtewisselaar warmte uit de lucht, bodem, grondwater, oppervlaktewater en andere mogelijke bronnen. Deze warmte wordt door middel van een proces met een koudemiddel (vergelijkbaar met de koudemiddelen zoals de airco's in auto’s of koelkasten), door de warmtepomp naar een hogere temperatuur gebracht en wordt vervolgens gebruikt als ruimteverwarming en verwarmt eventueel tapwater. Deze warmtepompen kunnen op verschillende plaatsen in het energie systeem ingezet worden om tot een optimaal resultaat te komen. Energie uit beweging van het voertuigPhase Changing Materials Phase Changing Materials (PCM) are materials that absorb or release heat by changing from solid to liquid phase. By changing back to solid phase, these materials can release this heat again. This makes the ambient temperature of these materials more stable. So the maximum temperature gets lower and the minimum temperature gets higher. Water (and ice) is also a PCM. Phase change should preferably occur within the available temperature limits between which the environment fluctuates. Special PCM can absorb more heat per volume than water, thus saving weight and volume, or a larger heat capacity with the same weight and volume. Even better results can be achieved by using PCM materials. The same amount of heat storage can also be achieved with less volume and / or weight. PCM materials can be used in many parts and in particular in the heat buffers, both at the depot and in the bus. Optionally, PCM materials with different melting temperatures can be added to the heat buffer. Heat pump A heat pump provides heating and hot water in a sustainable way. Heat pumps use a heat exchanger to extract heat from the air, soil, groundwater, surface water and other possible sources. This heat is brought to a higher temperature by the heat pump by means of a process with a refrigerant (comparable to the refrigerants such as the air conditioners in cars or refrigerators) and is then used as space heating and possibly heats tap water. These heat pumps can be used in various places in the energy system to achieve optimal results. Energy from vehicle movement
Een verdere bijdrage aan energie van een energiesysteem van een bus betreft het halen van energie uit bewegingen die een bus tijdens het rijden maakt. Deze bewegingen worden veroorzaakt door trillingen in het wegdek, door het maken van bochten maar ook door het optrekken en afremmen van de bus.A further contribution to the energy of an energy system of a bus involves obtaining energy from movements that a bus makes while driving. These movements are caused by vibrations in the road surface, by making bends, but also by accelerating and braking the bus.
Er bestaat voor de personenwagen een schokdempersysteem dat trillingen die door het wegdek op de auto worden overgebracht omzet in elektrische energie. Er bestaan ook systemen die bij afremmen de energie die ten gevolge van dit afremmen van de rotatie van de wielen opvangen en deze energie opslaan en of hergebruiken.There is a shock absorber system for the passenger car that converts vibrations transmitted to the car by the road surface into electrical energy. There are also systems that, when braking, collect the energy resulting from this braking of the rotation of the wheels and store and / or reuse this energy.
De energie die ontstaat ten gevolge van de bewegingen van een bus ten gevolge van bochten en optrekken en afremmen zijn van een heel andere orde van grote. De uitvinding stelt voor om, door gebruik te maken van de relatief grote massa van bussen en de lage frequentie van die bewegingen, nieuwe en bestaande vormen van energie omzetting in te zetten voor omzetting van de kinetische in warmte- en/of elektrische energie en/of de opslag ervan.The energy that arises as a result of the movements of a bus as a result of bends and acceleration and braking are of a completely different order of magnitude. The invention proposes, by making use of the relatively large mass of buses and the low frequency of those movements, to use new and existing forms of energy conversion for conversion of the kinetic energy into heat and / or electrical energy and / or or its storage.
Om effectief gebruik te maken van deze energie kunnen rotary dempers uitgebreid worden met extra voorzieningen en/of door toevoeging van soortgelijke dempers, waarbij het frequentiebereik verschoven is naar lagere frequenties en lengte en massa van de beweging afgestemd zijn op de genoemde bewegingen. De energie kan vervolgens opgeslagen en hergebruikt worden.To make effective use of this energy, rotary dampers can be expanded with additional features and / or by adding similar dampers, with the frequency range shifted to lower frequencies and the length and mass of the movement being tuned to the mentioned movements. The energy can then be stored and reused.
Verder details worden ook in de volgende clausules beschreven.Further details are also described in the following clauses.
1. Een energiesysteem voor een voertuig, waarbij het energiesysteem is ingericht om het voertuig te verwarmen, met het kenmerk dat het energiesysteem is ingericht om het voertuig te verwarmen door het energiesysteem aan te sluiten op een warmtevoorziening systeem ingericht om warmte over te dragen van het warmtevoorziening systeem naar het energiesysteem.1. An energy system for a vehicle, wherein the energy system is arranged to heat the vehicle, characterized in that the energy system is arranged to heat the vehicle by connecting the energy system to a heat supply system arranged to transfer heat from the vehicle. heat supply system to the energy system.
2. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het energiesysteem een warmtewisselaar omvat die is ingericht om warmte uit te wisselen met het warmtevoorziening systeem, welk warmtevoorziening systeem is voorzien van een eerste gescheiden leidingsysteem dat is gescheiden van een tweede gescheiden leidingsysteem dat omvat is in het energiesysteem, waarbij de gescheiden leidingsystemen zijn ingericht om een vloeistof of gas in tegengestelde te laten stromen en daarbij warmte over te dragen van een relatief warmere vloeistof- of gasstroom vanhet ene leidingsysteem naar een relatief koudere vloeistof- of gas stroom van het andere leidingsysteem.2. The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the energy system comprises a heat exchanger that is arranged to exchange heat with the heat supply system, which heat supply system is provided with a first separate pipe system that is separated from a second separated pipe system. piping system comprised in the energy system, wherein the separate piping systems are arranged to allow a liquid or gas to flow in opposite directions and thereby transfer heat from a relatively warmer liquid or gas flow from the one pipeline system to a relatively colder liquid or gas flow of the other piping system.
3. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het energiesysteem is voorzien van een eerste koppelbaar leidingsysteem dat is ingericht om vloeistof of gas van een tweede koppelbaar leidingsysteem dat is omvat in het warmtevoorziening systeem, te ontvangen en vloeistof of gas uit het eerste koppelbare leidingsysteem af te dragen aan het tweede koppelbaar leidingsysteem.3. The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the energy system is provided with a first connectable pipe system which is arranged to receive liquid or gas from a second connectable pipe system included in the heat supply system and liquid or gas. to be transferred from the first connectable pipe system to the second connectable pipe system.
4. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het energiesysteem een eerste warmtebuffer omvat dat is ingericht om te worden uitgewisseld met een tweede warmtebuffer.The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the energy system comprises a first heat buffer arranged to be exchanged with a second heat buffer.
5. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het energiesysteem dat het eerste en/of tweede warmtebuffer een vloeistoftank omvat.The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the energy system comprising the first and / or second heat buffer comprises a liquid tank.
6. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat de vloeistoftank ten minste gedeeltelijk is gevuld met fase veranderend materiaal.The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the liquid tank is at least partially filled with phase change material.
7. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het warmtebuffer een zoutwateraccu betreft, ingericht om elektriciteit te leveren aan voertuig.The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the heat buffer is a salt water battery, arranged to supply electricity to the vehicle.
8. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het energiesysteem voorzien is van een voertuigleidingsysteem dat is ingericht om de binnentemperatuur van het voertuig te veranderen.The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the energy system includes a vehicle piping system that is arranged to change the interior temperature of the vehicle.
9. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het energiesysteem is ingericht om het voertuig te verwarmen.The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the energy system is arranged to heat the vehicle.
10. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het energiesysteem is ingericht om warmte om te zetten in elektrische energie, bijvoorbeeld door met de warmte een Stirlingmotor aan te drijven die op zijn beurt een dynamo aandrijft.The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the energy system is arranged to convert heat into electrical energy, for example by using the heat to drive a Stirling engine which in turn drives a dynamo.
11. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het energiesysteem is ingericht om het voertuig af te koelen.The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the energy system is arranged to cool the vehicle.
12. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het voertuigleidingsysteem leidingen omvat die door tenminste een gedeelte van één of meer stoelen, de vloer en/ het plafond van het voertuig loopt.The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the vehicle guidance system comprises conduits that run through at least a portion of one or more seats, the floor and / the ceiling of the vehicle.
13. Het energiesysteem volgens clausules 12, met het kenmerk dat de hoeveelheid en/of toevoer van vloeistof en/of gasstroom door de leidingen regelbaar is vanuit een centrale regeleenheid en/of vanuit decentrale regeleenheden, zoals per stoel regelbaar door een passagier.The energy system according to clauses 12, characterized in that the amount and / or supply of liquid and / or gas flow through the pipes is adjustable from a central control unit and / or from decentralized control units, such as adjustable per seat by a passenger.
14. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande clausules, met het kenmerk dat het energiesysteem en/of onderdelen van het energiesysteem zoals het warmtebuffer of leidingsysteem zijn vervaardigd door middel van een additieve fabricage techniek, zoals 3D printen.The energy system according to any one of the preceding clauses, characterized in that the energy system and / or parts of the energy system such as the heat buffer or pipe system are manufactured by means of an additive manufacturing technique, such as 3D printing.
15. Het energiesysteem volgens clausule 10, met het kenmerk dat het energiesysteem is ingericht om warmte om te zetten in elektrische energie door gebruik te maken van thermo-elektrische materialen die zijn ingericht om warmte-energie om te zetten in elektrische energie, waarbij gebruik wordt gemaakt van het Seebeck of Peltier effect.15. The energy system according to clause 10, characterized in that the energy system is arranged to convert heat into electrical energy by using thermoelectric materials arranged to convert heat energy into electrical energy, using made from the Seebeck or Peltier effect.
16. Het energiesysteem volgens clausule 15, met het kenmerk dat het thermo- elektrische materiaal een hoog efficiënt ultradun thermo-elektrisch materiaal betreft dat een uitgelijnde tin-selenide kristal structuur omvat.The energy system according to clause 15, characterized in that the thermoelectric material is a highly efficient ultra-thin thermoelectric material comprising an aligned tin-selenide crystal structure.
17. Het energiesysteem volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het thermo-elektrische materiaal een hoog efficiënt ultradun thermo-elektrisch materiaal met een ander dan tin-selenide kristal structuur omvat dat door kristal structuur bewerkingen geoptimaliseerd is.The energy system according to any one of the preceding claims, characterized in that the thermoelectric material comprises a highly efficient ultra-thin thermoelectric material with a structure other than tin-selenide crystal that is optimized by crystal structure operations.
GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING De uitvinding wordt nu beschreven door de volgende aspecten en uitvoeringsvormen. De uitvinding stelt een aantal varianten voor ten behoeve van energie (warmte en/of elektrische energie) opslag en toevoer naar een elektrisch voertuig. In principe zijn de voorgestelde systemen ook uitstekend bruikbaar voor niet-elektrische of hybride voertuigen, maar de grootste voordelen zullen behaald worden in volledig elektrische voertuigen. Er is een groot aantal mogelijkheden om energie op te slaan in de warmtebuffers. Hierna betekenen de gebruikte toegevoegde letters het volgende: B is aan boord van de BusDETAILED DESCRIPTION The invention is now described by the following aspects and embodiments. The invention proposes a number of variants for the purpose of energy (heat and / or electrical energy) storage and supply to an electric vehicle. In principle, the proposed systems are also very useful for non-electric or hybrid vehicles, but the greatest benefits will be achieved in fully electric vehicles. There are a large number of options for storing energy in the heat buffers. After this, the added letters used mean the following: B is on board the Bus
W betreft Warmteopslag E is elektrische energie R geeft aan dat de energie extern opgeslagen (bijvoorbeeld op de Remise) Reservoir R kan een warmtebuffer in elke locatie zijn. Warmtebuffer B kan een warmtebuffer zijn in elke vorm transportmiddel. Warmtebuffer in het energiesysteem van de bus (warmtebuffer B) of warmtebuffer in het warmtevoorziening systeem (warmtebuffer R) Opslag kan in de vorm van calorische (warmte-energie) lading. Dit kan in een vaste stof, een vloeistof, een gas, in PCM-materialen. De warmte kan als extra opgeslagen worden in onderdelen van het voertuig en het materiaal van de warmtebuffer zelf. Verspreiding van de warmte door het voertuig kan door geleiding, straling, convectie, radiatie. Het rondpompen van vloeistoffen of het gebruik van luchtstromen kan hierin bijdragen. Het totaal van de warmte opslag in de boven genoemde installaties wordt in onderstaande warmtebuffer W genoemd met de aanvulling van de letter B als het een warmtebuffer in een voertuig betreft met het doel van het leveren van energie aan of in het voertuig en met de aanvulling letter R wanneer het gebruikt wordt in een locatie met het doel van warmte opslag die vervolgens door geleverd kan worden aan een verbruiker zijnde een voertuig of andere verbruiker. Opslag van elektrische energie kan door de vloeistof op te slaan in een installatie voorzien van de benodigde elektroden en andere middelen zodat de gezamenlijke componenten een accu of batterij vormen die geladen is en ontladen kan worden of die geladen en ontladen kan worden. Elektrische energie kan afkomstig zijn van zonne-energie of windenergie of andere vormen van elektriciteit opwekking, en of door overschot aan energie op het elektriciteitsnetwerk als door energiebronnen te veel opgewekt wordt. Er zijn een aantal aspecten te onderscheiden in productie, opslag toevoer/uitwisseling van energie (warmte en/of elektrische energie). Eerste aspect: warmtebuffer in de bus De warmte kan op verschillende manieren toegevoerd worden en dan opgeslagen worden in het warmtebuffer B.W concerns Heat storage E is electrical energy R indicates that the energy stored externally (for example at the depot). Reservoir R can be a heat buffer in any location. Heat buffer B can be a heat buffer in any form of transport means. Heat buffer in the energy system of the bus (heat buffer B) or heat buffer in the heat supply system (heat buffer R) Storage can take the form of caloric (heat energy) charge. This can be in a solid, a liquid, a gas, in PCM materials. The heat can be additionally stored in parts of the vehicle and the material of the heat buffer itself. The heat can be disseminated throughout the vehicle by conduction, radiation, convection, radiation. The circulating of liquids or the use of air currents can contribute to this. The total of the heat storage in the above-mentioned installations is mentioned in the heat buffer W below with the addition of the letter B if it concerns a heat buffer in a vehicle with the purpose of supplying energy to or in the vehicle and with the addition of letter R when it is used in a location for the purpose of heat storage which can then be delivered to a consumer, being a vehicle or other consumer. Storage of electrical energy can be done by storing the liquid in an installation provided with the necessary electrodes and other means, so that the common components form a battery or battery which is charged and discharged or which can be charged and discharged. Electrical energy can come from solar energy or wind energy or other forms of electricity generation, and or from surplus energy on the electricity network if too much is generated by energy sources. A number of aspects can be distinguished in production, storage, supply / exchange of energy (heat and / or electrical energy). First aspect: heat buffer in the bus The heat can be supplied in various ways and then stored in heat buffer B.
1. De verwarming kan gebeuren door omzetting van elektrische energie in warmte- energie die vervolgens opgenomen wordt door warmtebuffer W. De omzetting kangebeuren door een weerstand die opwarmt, door inductie, door infrarood, door straling en andere methoden.1. The heating can be done by converting electrical energy into heat energy which is then absorbed by heat buffer W. The conversion can be done by a resistor that heats up, by induction, by infrared, by radiation and other methods.
2. De verwarming kan gebeuren door een warme vloeistof of gas door het warmtebuffer WB te sturen totdat de gewenste temperatuur bereikt is en dan de toe en afvoer af sluiten. De warmte kan gewonnen worden uit de bodem, uit de lucht, uit grond of oppervlaktewater, uit riool, uit restwarmte van andere installaties, uit warmtebuffer R.2. The heating can be done by sending a warm liquid or gas through the heat buffer WB until the desired temperature is reached and then closing the supply and discharge. The heat can be extracted from the soil, from the air, from ground or surface water, from sewers, from residual heat from other installations, from heat buffer R.
3. De verwarming kan gebeuren door een chemisch proces.3. The heating can be done by a chemical process.
4. De verwarming kan gebeuren door een elektrische stroom erdoor te voeren.4. Heating can be done by passing an electric current through it.
5. De verwarming kan gebeuren met behulp van warmtewisselaar(s) en warmtepomp (en) waarbij de warmte gewonnen kan worden uit de bodem, uit de lucht, uit grond of oppervlaktewater, uit riool, uit restwarmte van andere installaties, uit warmtebuffer R.5. The heating can be done by means of heat exchanger (s) and heat pump (s), whereby the heat can be extracted from the soil, from the air, from ground or surface water, from sewage, from residual heat from other installations, from heat buffer R.
6. De verwarming kan gebeuren door middels een koppeling/verbindingselement een warme vloeistof of gas door een warmteafgifte element dat zich in of thermisch gekoppeld aan het warmtebuffer WB bevindt totdat de gewenste temperatuur bereikt is, waarna de koppeling weer verbroken wordt en de aansluitingen afgesloten zijn of worden. De warmte kan gewonnen worden uit de bodem, uit de lucht, uit grond of oppervlaktewater, uit riool, uit restwarmte van andere installaties, uit warmtebuffer R.6. The heating can take place by means of a coupling / connecting element, a warm liquid or gas through a heat emission element that is located in or thermally coupled to the heat buffer WB until the desired temperature is reached, after which the coupling is broken again and the connections are closed. or be. The heat can be extracted from the soil, from the air, from ground or surface water, from sewers, from residual heat from other installations, from heat buffer R.
7. De verwarming kan gebeuren door vervanging van een deel of de volledige warmtebuffer.7. Heating can be done by replacing part or all of the heat buffer.
Tweede aspect: Warmtebuffer in het warmtevoorziening systeem De warmte kan op verschillende manieren toegevoerd worden en dan opgeslagen worden in de warmtebuffer.Second aspect: Heat buffer in the heat supply system The heat can be supplied in various ways and then stored in the heat buffer.
1. De verwarming kan gebeuren door omzetting van elektrische energie in warmte- energie die vervolgens opgenomen wordt door warmtebuffer W. De omzetting kan gebeuren door een weerstand die opwarmt, door inductie, door infrarood, door straling en andere methoden.1. The heating can be done by converting electrical energy into heat energy which is then absorbed by heat buffer W. The conversion can be done by a resistor that heats up, by induction, by infrared, by radiation and other methods.
2. De verwarming kan gebeuren door een warme vloeistof of gas door het warmtebuffer WR te sturen totdat de gewenste temperatuur bereikt is en dan de toe en afvoer af sluiten. De warmte kan gewonnen worden uit de bodem, uit delucht, uit grond of oppervlaktewater, uit riool, uit restwarmte van andere installaties, uit warmtebuffer B.2. The heating can be done by sending a warm liquid or gas through the heat buffer WR until the desired temperature is reached and then closing the supply and discharge. The heat can be extracted from the soil, from the air, from ground or surface water, from sewers, from residual heat from other installations, from heat buffer B.
3. De verwarming kan gebeuren door een chemisch proces.3. The heating can be done by a chemical process.
4. De verwarming kan gebeuren door een elektrische stroom erdoor te voeren.4. Heating can be done by passing an electric current through it.
5. De verwarming kan gebeuren met behulp van warmtewisselaar(s) en warmtepomp (en) waarbij de warmte gewonnen kan worden uit de bodem, uit de lucht, uit grond of oppervlaktewater, uit riool, uit restwarmte van andere installaties, uit warmtebuffer B.5. The heating can be done by means of heat exchanger (s) and heat pump (s), whereby the heat can be extracted from the soil, from the air, from ground or surface water, from sewers, from residual heat from other installations, from heat buffer B.
6. De verwarming kan gebeuren door middels een koppeling/verbindingselement een warme vloeistof of gas door een warmteafgifte element dat zich in of thermisch gekoppeld aan ander warmtebuffer met een ander medium met hoge temperatuur bijvoorbeeld 300 graden Celsius totdat de gewenste temperatuur bereikt is, waarna de koppeling weer verbroken wordt en de aansluitingen afgesloten zijn of worden.6. The heating can take place by means of a coupling / connecting element, a warm liquid or gas through a heat emission element that is in or thermally coupled to another heat buffer with another medium with a high temperature, for example 300 degrees Celsius, until the desired temperature is reached, after which the the coupling is broken again and the connections are or will be closed.
7. De verwarming kan gebeuren door vervanging van een deel of de volledige warmtebuffer R door een warmtebuffer dat elders verwarmd is door omzetting van elektrische energie in warmte-energie die vervolgens opgenomen is door de warmtebuffer. De omzetting kan gebeuren door een weerstand die opwarmt, door inductie, door infrarood, door straling en andere methoden. Denk aan de 25.000 liter of 50.000 liter optie. Derde aspect: Opslag van elektrische energie in de bus. De toevoer kan in de vorm van elektrische energie toegevoerd worden. De elektrische energie kan afkomstig zijn van zonne-energie of windenergie of andere vormen van elektriciteit opwekking, en of door overschot aan energie op het elektriciteitsnetwerk als door energiebronnen te veel opgewekt wordt. Vierde aspect: Externe opslag van elektrische energie. De toevoer kan in de vorm van elektrische energie toegevoerd worden. De elektrische energie kan afkomstig zijn van zonne-energie of windenergie of andere vormen van elektriciteit opwekking, en of door overschot aan energie op het elektriciteitsnetwerk als door energiebronnen te veel opgewekt wordt. De opslag kan bijvoorbeeld in een remise plaatsvinden. Resultaat warmte toevoer naar of in bus. 1\ ;Warmte toevoer en opslag in bus-onderdelen en interieur. 2\ Warmte toevoer en opslag in extra reservoir in bus.7. The heating can be done by replacing part or all of the heat buffer R with a heat buffer heated elsewhere by converting electrical energy into heat energy which is subsequently absorbed by the heat buffer. The conversion can be done by a resistor that heats up, by induction, by infrared, by radiation and other methods. Consider the 25,000 liter or 50,000 liter option. Third aspect: Storage of electrical energy in the bus. The supply can be supplied in the form of electrical energy. The electrical energy can come from solar energy or wind energy or other forms of electricity generation, and or from surplus energy on the electricity network if too much is generated by energy sources. Fourth aspect: External storage of electrical energy. The supply can be supplied in the form of electrical energy. The electrical energy can come from solar energy or wind energy or other forms of electricity generation, and or from surplus energy on the electricity network if too much is generated by energy sources. The storage can take place in a depot, for example. Result heat supply to or in bus. 1 \; Heat supply and storage in bus parts and interior. 2 \ Heat supply and storage in extra reservoir in can.
3\;Optimalisatie van opslag door gebruik van PCM materialen voor interieur en onderdelen. 4\ Optimalisatie door toevoeging van PCM materialen van mogelijk verschillende temperatuur in reservoir. 5\;Verwarming van koude standaard accu voor betere prestatie. 6\;Zeer snelle toevoer van warmte (thermische) energie mogelijk met pompen. 7\;Geen effectief ruimte verlies in voertuig.3 \; Optimization of storage by using PCM materials for interior and parts. 4 \ Optimization by adding PCM materials of possibly different temperatures in the reservoir. 5 \; Cold standard battery heating for better performance. 6 \; Very fast supply of heat (thermal) energy possible with pumps. 7 \; No effective space loss in the vehicle.
De warmtevraag is hierdoor opgelost echter er zijn nog meer voordelen uit te halen.This solves the heat demand, but there are even more benefits to be gained from it.
Uitbreiding van de beschikbare elektrische accu energie De behoefte aan verhoging van de elektrische energie blijft bestaan en dit bij voorkeur tegen minimale kosten en zonder noemenswaardige gewichtstoename of ruimte inname.Expansion of the available electric battery energy The need to increase the electric energy continues to exist, preferably at minimal cost and without significant weight gain or space consumption.
De eerste methode om extra elektrische energie te verkrijgen is de volgende.The first method of obtaining additional electrical energy is the following.
We kunnen het reservoir in de bus ook als een milieuvriendelijke zoutwater of ander soort accu gaan inzetten.We can also use the reservoir in the bus as an environmentally friendly salt water or other type of battery.
Dit is dus direct beschikbare uitbreiding van elektrische energie.So this is readily available extension of electrical energy.
Vele ontwikkelingen in zoutwater en andere accu's zijn gaande en de rendementen per volume/gewicht eenheid nemen snel toe.Many developments in salt water and other batteries are underway and the yields per unit volume / weight are increasing rapidly.
Een tweede mogelijkheid is het volgende.A second possibility is the following.
We kunnen warmte op verschillende manieren omzetten in elektrische energie. (O.a. met thermo elektrische materialen / Seebeck effect) Hierdoor ontstaat dan wederom extra elektrische energie.We can convert heat into electrical energy in various ways. (Including thermoelectric materials / Seebeck effect) This again creates extra electrical energy.
Vele bedrijven en onderzoeksinstituten zijn bezig met het optimaliseren en ontwikkelen van methoden om het rendement van deze omzetting te verbeteren.Many companies and research institutes are busy optimizing and developing methods to improve the efficiency of this conversion.
Koreaanse onderzoekers claimen de ontwikkeling van goedkope hoog efficiënte thermo-elektrische materialen die een enorm potentieel hebben om in dit soort toepassingen ingezet te kunnen gaan worden.Korean researchers claim the development of inexpensive high-efficiency thermoelectric materials that have enormous potential to be used in these types of applications.
Ook zijn er vele ontwikkelingen gaande o.a. met grafeen waarmee warmte omgezet wordt naar bruikbaar licht of andere vormen van energie.There are also many developments going on, including graphene with which heat is converted into usable light or other forms of energy.
De rendementen zijn nog niet zo hoog echter er zijn ontwikkelingen gaande die veelbelovend zijn.The returns are not that high yet, but there are developments going on that are promising.
Het rendement is belangrijk maar aangezien het verlies ook weer bestaat uit warmte- energie kan dat weer gebruikt kan worden om mee te verwarmen.The efficiency is important, but since the loss also consists of heat energy, it can be used for heating.
Overige opmerkingen over de gebruikte tekstOther comments on the text used
Er dient te worden opgemerkt dat de bovengenoemde uitvoeringsvormen de uitvinding eerder illustreren dan beperken en dat een deskundige in het vak in staat zal zijn vele alternatieve uitvoeringsvormen te ontwerpen zonder af te wijken van de reikwijdte van de bijgevoegde conclusies.It should be noted that the above embodiments illustrate rather than limit the invention and that one skilled in the art will be able to design many alternative embodiments without departing from the scope of the appended claims.
Het gebruik van het werkwoord "omvatten" en de bijbehorende conjugaties sluiten de aanwezigheid van elementen of stappen die niet in een claim zijn vermeld, niet uit.The use of the verb "comprise" and its conjugations does not preclude the presence of elements or steps not specified in a claim.
De term "en/of" omvat alle combinaties van een of meer van de bijbehorende vermelde items.The term "and / or" includes any combination of one or more of the associated listed items.
Het lidwoord "een" dat voorafgaat aan een element sluit de aanwezigheid van een aantal van dergelijke elementen niet uit.The article "a" preceding an element does not preclude the presence of a number of such elements.
Het lidwoord "de" voorafgaand aan een element sluit de aanwezigheid van een aantal van dergelijke elementen niet uit.The article "the" preceding an element does not preclude the presence of a number of such elements.
In de inrichtingsconclusie die verschillende middelen opsomt, kunnen verscheidene van deze middelen worden belichaamd door één en hetzelfde stuk hardware.In the device claim listing different means, several of these means can be embodied by one and the same piece of hardware.
Het enkele feit dat bepaalde maatregelen worden gereciteerd in onderling verschillende afhankelijke claims, betekent niet dat een combinatie van deze maatregelen niet kan worden gebruikt.The mere fact that certain measures are recited in mutually different dependent claims does not mean that a combination of these measures cannot be used.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1043124A NL1043124B1 (en) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | ENERGY SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1043124A NL1043124B1 (en) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | ENERGY SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1043124B1 true NL1043124B1 (en) | 2020-08-18 |
Family
ID=72175427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1043124A NL1043124B1 (en) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | ENERGY SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1043124B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20240227946A9 (en) * | 2022-10-19 | 2024-07-11 | Ford Global Technologies, Llc | Integrated skid plate heat dissipator |
-
2019
- 2019-01-21 NL NL1043124A patent/NL1043124B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20240227946A9 (en) * | 2022-10-19 | 2024-07-11 | Ford Global Technologies, Llc | Integrated skid plate heat dissipator |
| US12358567B2 (en) * | 2022-10-19 | 2025-07-15 | Ford Global Technologies, Llc | Integrated skid plate heat dissipator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11142088B2 (en) | Vehicle control system and method | |
| US9389007B1 (en) | Transportation refrigeration system with integrated power generation and energy storage | |
| CN109715433B (en) | Method for charging a battery-driven vehicle | |
| US11890956B2 (en) | Thermal management of vehicle systems using thermal energy storage on the vehicle | |
| US10596922B2 (en) | Method and system for utilization of regenerative braking energy of rail vehicles | |
| Besselink et al. | Design of an efficient, low weight battery electric vehicle based on a VW Lupo 3L | |
| CN101508263A (en) | Cold plate refrigeration system optimized for energy efficiency | |
| Kampeerawat et al. | A strategy for utilization of regenerative energy in urban railway system by application of smart train scheduling and wayside energy storage system | |
| US20230304809A1 (en) | Power management of industrial electric vehicles | |
| JP2012153277A (en) | Charge traffic system by non-contact power supply | |
| NL1043124B1 (en) | ENERGY SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE | |
| Zhao et al. | Mobile energy recovery and storage: Multiple energy-powered EVs and refuelling stations | |
| WO2023240328A1 (en) | Energy management methods and systems in a freight transport system and freight transport vehicle | |
| GB2252817A (en) | Heat transport apparatus | |
| Mittelman et al. | Techno-economic analysis of energy supply to personal rapid transit (PRT) systems | |
| GB2464488A (en) | Using otherwise wasted thermal energy from engines | |
| Beekman et al. | Operational demands as determining factor for electric bus charging infrastructure | |
| Hołyszko et al. | Estimation of the running costs of autonomous energy sources in trolleybuses | |
| Petrov et al. | Electric bus in Tyumen: the chase for trends and problems of exploitation | |
| Biasiotto et al. | Thermal Management System for a thermally controlled food delivery electric vehicle integrating heat pump, cold storage unit, solar panels and PCT resistors | |
| Perrotta et al. | Electrical bus performance modeling for urban environments | |
| Leone et al. | Charging infrastructure sizing for the electrification of a bus line | |
| TAGUCHI et al. | Development of a Traction Circuit for Battery-powered and AC-fed Dual Source EMU and Running Test Evaluation of the On-board Battery Performance | |
| Reimann et al. | New light rail vehicle and drivetrain concepts for catenary free operation of branch lines | |
| JP2022060662A (en) | Battery-powered vehicles and transportation systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD | Change of ownership |
Owner name: MISSION INNOVATIONS B.V.; NL Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: R.P. VAN DER DONK BEHEER B.V. Effective date: 20201216 |
|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20220201 |