Nima Ghaviha försvarar sin doktorsavhandling i energi- och miljöteknik

Disputationer och licentiatseminarier

Datum: 2018-11-16
Tid: 13.00
Plats: MDH, sal Pi, Västerås

Den 16 november försvarar Nima Ghaviha sin doktorsavhandling i energi- och miljöteknik vid MDH i Västerås.

Titel:  “Increasing Energy Efficiency in Electric Trains Operation, Driver Advisory Systems and Energy Storage”.

Serienummer: 275

Betygskommittén består av docent Elina Rönnberg, Linköping universitet,  Professor Björn Lidestam, Statens väg- och transportforskningsinstitut och  Professor Emeritus Evert Andersson, KTH Kungliga tekniska högskolan. Till opponent har professor Rob Goverde, Delft University of Technology, utsetts.

Reserv är Professor Ning Xiong, Mälardalens högskola

Sammanfattning

Elektriska traktionssystem är de mest effektiva traktionssystemen för järnvägsfordon. På grund av den kostsamma infrastrukturen och höga krav på effekt från elnätet är dock andelen eltåg vid järnvägstransporter fortfarande lägre än andra tågtyper. Optimering av tågets manövrering för att minimera energiförbrukningen och användning av batterier som energikälla för att köra eltåg på icke­elektrifierade linjer är två av lösningarna som kan öka andelen eltåg vid järnvägstransporter. Den här Avhandlingen syftar till att utöka kunskapen inom energioptimering av eltåg och batteridriven eltåg.


Energioptimal drift av eltåg övervakas med hjälp av ett Driver Advisory System (OAS), vilket är ett system som instruerar föraren att driva tåget på ett energieffektivt sätt. Denna avhandling bidrar till OAS-teknologin inom två områden: ökad energieffektivitet och utformning av OAS.
Även om det finns OAS-system som används på vissa järnvägs linjer finns det ingen tydlig studie om design proceduren för sådana system. Den här avhandlingen presenterar designproceduren för en DAS från de matematiska formuleringarna till utformningen av gränssnittet. Verklig tillämpningen av den DAS som designats i anslutning till avhandlingsarbetet visar en lovande minskning av energiförbrukningen med cirka 30%.


För att öka energieffektiviteten i koppling till problemet med energioptimal tågets manövrering, går denna avhandling på djupet rörande komponenter i framdrivningssystemet genom att beakta de detaljerade effektförlusterna för varje komponent. Resultaten av denna avhandling visar att de optimala körstilarna som genereras genom att överväga de detaljerade effektförlusterna är cirka 2,3% mer energieffektiva jämfört med de optimala körstilarna som genereras med en konstant effektivitetsfaktor för hela tåget.


Baserat på lösningen för nätdrivna eltåg, erbjuder avhandlingen också en lösning för optimal drift av batteridrivna eltåg, där batteriets egenskaper som en av huvudkomponenterna beaktas med hjälp av en elektrisk modell. Dessutom validerar denna avhandling modeller och utvärderar den framtagna optimeringsmetoden mot mätningar på ett verkligt batteridrivet eltåg. Resultaten visar potential för cirka 30% minskning av batteriets energiförbrukning.


Resultaten som presenteras i denna avhandling kan användas som underlag för vidare forskning och utveckling inom området energioptimal drift av nätdrivna och batteridrivna eltåg.