Duurzame voertuigen

Duurzame aandrijflijnen voor voertuigen

Om over te gaan naar schone en duurzame mobiliteit, moeten de ontwikkeling en inzet van technologie gelijke tred houden met wetgeving en beleid. Daarom biedt TNO bij elke stap in het proces ondersteuning. Zo ontwikkelen we oplossingen door middel van gevalideerde methoden om de technologie voor voertuigaandrijfsystemen te optimaliseren en de inzet van de benodigde aandrijfenergie te verduurzamen. We beschikken over een real-world verificatie- en validatiefaciliteit, waar we onze bevindingen objectief valideren. En we begeleiden overheden en bedrijven bij de daadwerkelijke inpassing in bestaande systemen en netwerken.

Powertrains Research Group

De Powertrains Research Group van TNO concentreert zich op toegepast onderzoek voor efficiënte en duurzame aandrijfsystemen die de algehele systeemprestaties optimaliseren. Dit voor de on/off-road en maritieme transportindustrie. Dat doen onze onderzoekers door gebruik te maken ons Integrated Optimisation Framework met gevalideerde methoden voor voorspellende regelstrategieën op basis van gecombineerde emissie- en energiebeheerconcepten. Systemen met hoge complexiteit kunnen op een intuïtieve manier worden aangepakt door een op fysica gebaseerde modelleringsaanpak te volgen. Dit draagt bij aan een verdere acceptatie van onze klanten.

Vier programmalijnen

De uitdaging voor broeikasgasreductie ligt vooral in het stadsvervoer en het goederenvervoer over lange afstanden, blijkt uit onderzoek van TNO. Binnen het huidige strategische programma Technologie voor Duurzame Mobiliteit (2018 – 2021) biedt TNO multi-level oplossingen voor het ontwerp, de inzet en de werking van schone aandrijfsystemen voor voertuigen. Hier werken we aan oplossingen die de overgang mogelijk maken van de inzet van fossiele brandstoffen naar duurzame brandstoffen voor lang en zwaar transport en naar elektrische energie voor regionaal en stadsvervoer. Naast een sterke CO2-reductie komen deze oplossingen de lokale luchtkwaliteit en geluidseisen tegemoet.

TNO ontwikkelt hier oplossingen via de volgende vier programmalijnen:

• Flex-Fuels & Combustion Technologies: Het hoogwaardige Reactivity Controlled Compressed Ignition (RCCI) -verbrandingsconcept op basis van Dual Fuel-technologie richt zich op een verbeterde verbrandingsefficiëntie en het substantieel verlagen van emissies van de motor in de overgang naar een toekomstige duurzame brandstofmix. Dit is interessant voor het lange afstandsvervoer maar ook voor statische toepassingen zoals generatoren.
  TNO werkt al meer dan tien jaar aan geavanceerde verbrandingsconcepten. RCCI is een belangrijk onderzoeksgebied op onze meerjarige technologische roadmap, die gericht is op een voertuigdemonstratie in 2021. Een van de resultaten is een multi-cilinder HD-motordemonstratie met een BMEP-bereik van 25 bar, met NO_x- en PM-emissies onder de huidige Euro-VI-limiet.
• Electrified Powertrain Solutions: Deze programmalijn is gericht op het beoordelen van en het adviseren over de benodigde technologie voor de energie- en kostenoptimalisatie van stedelijke en regionale mobiliteit in de noodzakelijke transitie naar schoon, stil en emissievrij vervoer van personen en goederen. TNO zal in haar onafhankelijke rol zich profileren als ‘Centre of Excellence’ voor de beoordeling van toekomstige schone en duurzame voertuig-technologieën in combinaties van batterij elektrisch, hybride / brandstofcel aangedreven. Hierbij spelen onze gevalideerde modellen en verificatie methodieken rondom inzet van de energie in de Lithium batterij een cruciale rol.
• Powertrain Performance Assessment Center: voor het meten, valideren en beoordelen van het werkelijke energieverbruik en de bijbehorende emissie van conventionele, hybride of elektrische aandrijflijnen voor on- en off-road voertuigen. Dit onder unieke extreme omstandigheden (druk en temperatuur) om de robuustheid van het systeem te toetsen. Daarbij bieden we onze gevalideerde modellen (SIMCAT) aan voor de ontwikkeling en validatie van de uitlaatgas nabehandeling en recuperatie van restwarmte (WHR).
• Hydrogen for Fuel Cell Solutions: de lange termijn brandstof transitie en de huidige trends laten zien dat waterstof een steeds belangrijkere rol zal gaan spelen als energiedrager voor elektrisch vervoer. Om te komen tot een CO₂ neutraal vervoerssysteem ondersteunt TNO de inzet van de brandstofcel. Dit doen we door met onze modellen voor de waterstof brandstofcel systeemevaluatie en -optimalisatie uit te voeren. Onze gevalideerde algoritmen maken de best mogelijke brandstofcel-configuraties en -inzet toegankelijk. Dit resulteert in een robuuste, efficiënte en betrouwbare aandrijflijn met de laagst mogelijke TCO (Total Cost of Ownership).