Fler och fler bussar i Nederländerna är elektriska. Vid det här laget drivs cirka 80 % av alla nya bussar av en elmotor. Goda nyheter för klimatet kan man säga. Men det finns ett problem:eftersom det ofta är svårt att förutsäga hur mycket energi som finns kvar i batteriet, planeras ofta fler bussar än nödvändigt. Bussbolag måste också ofta planera månader i förväg. Ph.D. forskaren Camiel Beckers trodde att detta kunde göras mer effektivt. Han utvecklade modeller som kan förutsäga exakt hur mycket energi en elbuss kommer att använda på en viss sträcka.

Liksom elektriska personbilar drivs elbussar av en eller flera elmotorer, som får energi från ett stort batteri ombord på fordonet. Hur långt bussen kan färdas, dess räckvidd, beror på två faktorer:batteriets kapacitet och fordonets energiförbrukning.

Eftersom det inte är lätt att öka energikapaciteten på en elbuss (batterierna är stora och tunga) har dessa bussar en kortare räckvidd än konventionella dieselbussar. "Dessutom varierar räckvidden ganska mycket beroende på fordon, väg, trafik och väder", förklarar Camiel Beckers, forskare vid forskargruppen Dynamics and Control vid institutionen för maskinteknik vid TU/e.

"Det här är inte bara besvärligt för den enskilde föraren, eftersom han eller hon inte vet hur länge bussen fortfarande kan köra, det är också irriterande för de som gör planeringen. Ofta måste de förbereda fler bussar än vad som faktiskt behövs, det är inte bara för den enskilde föraren som är obekvämt, eftersom han eller hon inte vet hur länge bussen fortfarande kan köra, det är också irriterande för de som gör planeringen. bara för att vara på den säkra sidan, vilket naturligtvis inte är särskilt effektivt."

Slirning och upphängning

Detta har inspirerat den unga forskaren att utveckla ett verktyg som i detalj förutsäger elbussarnas energiförbrukning. "Mitt verktyg tar inte bara hänsyn till ruttinformation, som den högsta tillåtna hastigheten på rutten, utan även aktuell väderdata och vägens lutning."

Förutsägelsen bygger huvudsakligen på fysiska modeller som simulerar bussarnas fordonsdynamik. Tänk på hjulens rullmotstånd, aerodynamiskt motstånd och de förluster som uppstår när man kör hjulen. "Vi berikade sedan dessa modeller med faktiska data om vädret och ruttinformation, till exempel var trafikljusen var placerad", säger Beckers.

Forskaren testade sin modell med elektriska stadsbussar från VDL, som används i staden Eindhoven. "Detta visade bland annat att kurvtagning drar mycket energi, upp till 5 % av drivlinans förbrukning. Det beror på att däcken tenderar att glida mer i ett hörn. Vi fann också att bussarnas fjädring drar extra energi vid körning över ojämna vägytor. På ojämna vägar kostar det upp till 13 % av den genomsnittliga energiförbrukningen i stadsbussar."

Inlärning online

Det fina med Beckers arbete är att hans modeller hela tiden blir smartare. "Genom att använda så kallade rekursiva parameteruppskattningsmetoder (online-inlärning) blir mina modeller automatiskt bättre när ny data blir tillgänglig."

Till slut kunde Beckers förutsäga, med en felmarginal på endast 10 %, hur mycket energi en viss buss skulle använda på en viss rutt. "Från detta, i kombination med befintliga batterimodeller, kan du sedan också förutsäga den exakta körräckvidden."

Dynamisk planering

Beckers, som kommer att arbeta på TNO efter sin doktorsexamen, hoppas att hans modeller kommer att vara särskilt användbara i den dynamiska planeringen av bussar. "För närvarande är bussar schemalagda månader i förväg, vilket inte alltid är effektivt. I framtiden kan det göras mycket senare, en vecka i förväg, eller till och med en dag innan. Det har förstås alla möjliga fördelar, som t.ex. effektivitet och flexibilitet."

Forskaren ser även ansökningar för personbilar, så länge rutten är någorlunda förutsägbar. "Tänk på pendlare som tar samma väg till jobbet varje dag. De skulle naturligtvis också tjäna på lite mindre räckviddsångest."