Allison Transmission - tradice v hybridních technologiích
Expozice Allison Transmission na BUSWORLD 2009. Foto BUSportál
(CZ + EN) Hybridy s technologií Allison se uplatňují ve velkém v Severní Americe a dobývají i Evropu. (Allison Transmission - tradition in hybrid technology). Původní materiál pro BUSportál.
Čtvrtek, 21. ledna 2010, dabra
Společnost Allison Transmission, Inc. (Allison) (viz níže) představuje svoji hybridní koncepci v širších souvislostech současného vývoje hybridních technologií.

GM-Allison Ep 40/50 SystemTM

Konvenční dieselová vozidla jsou poháněna jediným zdrojem, motorem s vnitřním spalováním, který převádí palivo (naftu) na využitelnou energii. Hybridní elektrická vozidla (HEV) mají obecně dva zdroje; navíc je zde elektromotor poháněný elektrickou energií skladovanou v odpovídajícím zařízení (např. bateriích), provozovaný na optimální energetické úrovni spolu s primárním zdrojem, spalovacím motorem. Tato konfigurace snižuje požadavky na primární zdroj a umožňuje oběma zdrojům fungovat s optimální účinností.

Je mnoho možných konfigurací pro HEV, ale všechny obsahují stejné klíčové komponenty; pohonnou jednotku (obvykle dieselový motor), systém pro uchovávání elektrické energie (baterie nebo jiné systémy) a elektrické stroje (motor a generátor).

Architektura HEV využívá tyto komponenty jako součást pohonného systému k rekuperaci brzdné energie a optimalizaci výkonové zátěže spalovacího motoru.

Dvě základní konfigurace jsou sériová a paralelní, při čemž u obou řešení jsou možné určité modifikace ke zvýšení účinnosti celého vozidla.

V sériové hybridní konfiguraci není spalovací motor spojen přímo s pohonným ústrojím, ale místo toho pohání generátor, který nabíjí baterie nebo napájí elektromotor. Kola jsou pak poháněna výhradně silou elektromotoru. Sériový hybrid je v podstatě elektrovozidlo, kde je elektrická energie vytvořena v „elektrárně“ na fosilní palivo na palubě vozidla.
(Pozn.BUSportálu: Trolejbus s agregátem v momentě bez připojení na síť je klasický sériový hybrid).
V paralelní hybridní konfiguraci jsou jak spalovací, tak elektromotor napojeny na převodovku tak, aby buď jeden z nich nebo oba současně mohly zajišťovat pohyb vozidla. Protože paralelní hybridní konfigurace umožňuje motoru přímý náhon kol mechanickou cestou, nabízí tento způsob lepší účinnost než sériová hybridní konfigurace a je mnohem praktičtější a flexibilnější.

Výhody paralelní hybridní konfigurace obecně vedou k tendenci nahradit sériová řešení v silničních aplikacích paralelními a mnoho v současnosti vyráběných hybridů včetně patentovaného GM Allison Hybrid System mají proto paralelní konfiguraci.

Allison vyvíjí hybridní technologie pro komerční využití u vozidel od roku 1992. Vyvíjeny a testovány byly sériové i paralelní hybridní systémy a definitivní rozhodnutí zvolit pro výrobu paralelní technologii padlo v roce 2000. Běžná výroba hybridního systému GM-Allison Ep 40/50 ve dvou modifikacích byla spuštěna v říjnu 2003.

GM-Allison Ep 40/50 SystemTM sestává ze čtyř hlavních komponent

  • EV DriveTM - navenek slouží jako převodovka vozidla
  • Hybrid Control Module (HCM) – řídící jednotka hybridu sestává z řídících modulů převodovky Transmission Control Module (TCM) a vozidla Vehicle Control Module (VCM) pro zpracování dat a požadavků na provoz pro provoz GM-Allison Ep 40/50 SystemTM a dalších funkcí vozidla.
  • Dual Power Inverter Module (DPIM ) – duální výkonový měnič zajišťuje zdroj pro pohon EV DriveTM a pro nabíjení Energy Storage System (ESS).
  • Energy Storage System (ESS) – systém skladování energie využívá baterie Nikl Metal Hydrid (NiMH) jako elektrický zdroj pro GM-Allison Ep 40/50 SystemTM.
(Pozn. BUSportálu: Neznamená to, že by se Allison nevěnoval i dalším typům baterií – jakákoli technologie má šanci, ukáže-li se být v praktickém masovém využití lepší. Jednou ze zásadních priorit výrobce je však i trvanlivost – technologie musí mít srovnatelnou životnost s celým výrobkem. Proto Allison deklaruje úsporu spotřeby “pouze“ do 21 % - takové využití technologie totiž zaručuje praxí potvrzenou dlouhodobou životnost baterií.)
Skutečnou novinkou je modul Ev DriveTM určený pro kombinaci (na základě kroutícho momentu) elektrického pohonu s pohonem spalovacího motoru.

Ev DriveTM zahrnuje dva nezávislé elektrické stroje a nemá fixní převodové poměry, jak je typické pro automatické převodovky. Převodové, rychlostní a krouticí poměry jsou díky Ev Drive neomezeně a kontinuálně variabilní. Modul vytváří elektricky proměnnou převodovku - Electrically Variable Transmission (EVT). EVT je schopna kombinovat průběžné řízení a účinnost u zatížení městského provozu sériového hybridu se schopností vysokého výkonu a vysoké účinnosti paralelního hybridu.

Hybridní systém GM-Allison proto na základě unikátního a patentovaného projektu nabízí to nejlepší z paralelního a sériového řešení.

V souladu s narůstajícím obecným ekologickým povědomím je v současnosti v provozu ve světě více než 2600 hybridních systémů GM-Allison a společnost je tak hlavním dodavatelem této sílící technologie.

V Severní Americe je provozován GM-Allison Ep 40/50 SystemTM ve více než 116 městech a absolvoval v souhrnu přes 260 milionů km běžného provozu.

Allison je také v popředí vývoje na trhu hybridních autobusů v Evropě a spolupracuje zde s mnoha výrobci vozidel. Typ GM-Allison Ep50 byl uvolněn pro autobusy Solaris Urbino Hybrid 18m druhé generace a je nyní montován s motorem Cummins ISBe 250 HP do vozidel APTS Phileas. Velká Británie vybavila 10 autobusů Optare Hybrid Tempo převodovkou GM-Allison Ep40 díky kontraktu pro organizátora TFL v Londýně.

GM-Allison Ep 40/50 SystemTM je v Evropě provozován od ledna 2007. Autobusy s tímto systémem provozují dopravci v 16 městech a prokazujíí využitelnost technologie v porovnání s klasickými dieselovými autobusy.

I když je výkon hybridní technologie závislý na specifických podmínkách, ve kterých jsou autobusy provozovány, způsobech nasazení a výcviku řidiče (ten může mít značný vliv na konečnou spotřebu), je v Evropě u GM-Allison Ep 40/50 SystemTM prokázaná úspora spotřeby paliva až 21%.

O společnosti Allison Transmission, Inc.

Předchůdce dnešní společnosti Allison Transmission, firmu Indianapolis Speedway Team Company , založil ve městě Indianapolis 14.září 1915 James A. Allison. Jeho syn Jim Allison zemřel v roce 1928 a Allison Engineering Company byla nabídnuta k prodeji. V roce 1929 ji koupily General Motors. V roce 2007 získaly Allison Transmission od General Motors Corporation Carlyle Group a Onex Corporation.
Allison Transmission, Inc. (Allison) je přední celosvětovýdodavatel civilních automatických převodovek a hybridních pohonných systémů. Výrobky Allison jsou používány vice než 250 významnými světovými výrobci vozidel a jsou využity v mnoha oblastech na trhu, zahrnujících autobusové, komunální, hasičské, stavební, rozvozové, vojenské a další speciální aplikace. Od svého založení v roce 1915 sídlí vedení společnosti v Indianapolis ve státě Indiana v USA. Společnost zaměstnává asi 2900 pracovníků. Regionální zastoupení s vlastními zaměstnanci jsou v Číně, Nizozemí, Brazílii, Indii a Japonsku. Globálně je Allison prostřednictvím 1500 distributorů a prodejců přítomen v 80 zemích.
Materiál připravil ve spoluprácï s Allison BUSportál. Se společností jsme v úzkém kontaktu v očekávání toho, že se s technologií společnosti budeme moci v letošním roce seznámit v České republice. S výsledky tendru na nové autobusy pro Prahu a autobusem SOR NB 12 ...
O hybridech na BUSportálu vyšlo mnoho, např. Dvanáct hybridních autobusů Volvo pro Norsko, Irisbus Iveco avizuje nový hybrid Citelis v roce 2010, Z testovací jízdy hybridem Volvo 7700 , Hybridy VDL Bus & Coach Citea pro holandské Enschede, Nový hybridní autobus Mercedes-Benz v provozu, Doppelgelenk(hybrid)bus Hess se tento a příští týden testuje v Drážďanech, Zakázka na 1052 hybridních městských autobusů Orion VII Next Generation, Autobus Solaris Urbino 18 Hybrid předán do provozu ve Švýcarsku. (CZ+EN) ....


About Allison Transmission, Inc.

Indianapolis was 15 years into the 20th century on September 14, 1915, when James A. Allison founded the Indianapolis Speedway Team Company - the forerunner of today's Allison Transmission.

In 1928 Jim Allison died, and Allison Engineering Company was put up for sale. General Motors purchased the company in 1929.

The Carlyle Group and Onex Corporation acquired Allison Transmission from General Motors Corporation in 2007.
Allison Transmission, Inc. (Allison) is the premier global provider of commercial duty automatic transmissions and hybrid propulsion systems. Allison products are specified by over 250 of the world’s leading vehicle manufacturers and are used in many market sectors including bus, refuse, fire, construction, distribution, military and specialty applications. Founded in 1915, the Allison business is headquartered in Indianapolis, Indiana, U.S.A. and employs approximately 2,900 people. Regional headquarters with dedicated support staff are located in China, The Netherlands, Brazil, India and Japan. With a global presence in 80 countries, Allison has over 1,500 distributor and dealer locations.

GM-Allison Ep 40/50 SystemTM

Conventional diesel vehicles are powered by a single source comprising an internal combustion engine which converts fuel, in this case diesel, into usable energy.

In general hybrid electric vehicles (HEV) have two sources; the addition being an electric motor powered by an energy storage device, maintained at an optimal energy level by the primary source, the engine. This configuration lowers the demand placed on the primary power source, enabling both sources to operate at optimum efficiency.

There are many possible configurations for Hybrid Electric Vehicles, but they all contain the same key components; a power unit (normally a diesel engine), an energy storage system (battery, or other energy storage) and electric machines (motor and generator).

The HEV architecture uses these components as part of the powertrain to recover braking energy and optimize power load on the combustion engine.

The two basic design configurations are series and parallel, although there are architectural modifications on both series and parallel configurations in order to enhance vehicle efficiency.

In the series hybrid configuration the combustion engine is not connected directly to the drive train but instead drives a generator that feeds the battery or electric motor. The wheels are then driven solely by the power that the electric motor provides.

The series hybrid configuration is basically an electric vehicle that is recharged by a fossil fuel power plant (the engine) and a generator that it carries on board.

In a parallel hybrid configuration both the engine and the electric motor are linked to the transmission so that either of them, or both at the same time, may provide the power to turn the wheels. Since the parallel hybrid configuration allows engine to drive the wheels also through a direct mechanical path, it offers better efficiency than a series hybrid configuration, and a more functional and flexible design.

The overall benefits of a parallel hybrid configuration tend to outweigh those of series design in road application and many hybrids, including the patented GM Allison Hybrid System, produced now have a parallel configuration

Allison Transmission is developing hybrid technologies for commercial vehicles since 1992. Series and Parallel Hybrid Systems have been developed and tested and in 2000 the decision to select parallel hybrid technology for final production step has been taken. In Oct 2003 Allison started the regular production of the GM-Allison Ep 40/50 two mode hybrid system.

The GM-Allison Ep 40/50 SystemTM consist of the following four main components:

· Ev DriveTM - serves as the vehicle transmission.

· Hybrid Control Module (HCM) – Consists of Transmission Control Module (TCM) and vehicle Control Module (VCM) to process data and request action for operation of the GM-Allison Ep 40/50 SystemTM and other vehicle features.

· Dual Power Inverter Module (DPIM ) – provides power electronics for EV DriveTM propulsion and for charging the Energy Storage System (ESS).

· Energy Storage System (ESS) - uses Nickel Metal Hydride (NiMH) batteries as the electrical power source for the GM-Allison Ep 40/50 SystemTM.

The real invention is the Ev DriveTM module which is designed to combine (torque blend) electrical machine power with combustion engine power.

Ev DriveTM incorporate 2 independent electrical machines and does not have fixed gear ratios as does a typical automatic transmission.

Gear ratios, speed ratios, and torque ratios through the Ev Drive are infinitely and continuously variable. This module forms an Electrically Variable Transmission (EVT).

An Electrically Variable Transmission has the potential to combine the continuous control and urban drive cycle efficiency of the series hybrid with the high power capability and high efficiency of the parallel hybrid.

Therfore, based on this unique and patented design, the GM-Allison hybrid system offer the the best of parallel and serial hybrid design.

In line with increasing environmental awareness, more than 2,600 GM-Allison two mode hybrid systems are today in operation globally, making the company a leading supplier of this growing technology.

In North America the GM-Allison Ep 40/50 SystemTM are operating in over 116 cities and have cumulated over 260’000’000 km in regular service.

Allison is also at the forefront of developing the European hybrid bus market, collaborating with several OEMs. The GM-Allison Ep50 has been released into Solaris’ second generation Urbino Hybrid 18m, now equipped with the 250 Hp Cummins ISBe engine and APTS Phileas vehicles. The UK now has 10 buses equipped with the GM-Allison Ep40 thanks to a contract to supply TFL, London’s public transport operator, with 10 Optare Hybrid Tempos. In Europe the GM-Allison Ep 40/50 SystemTM are in revenue service since January 2007 and are operating in 16 cities, proving a bus availability comparable to a traditional diesel bus.

Although hybrid technology performance is very depending on specific condition in which the vehicle is operated, the route of utilization and driver training (education can impact final fuel consumption severely) the GM-Allison Ep 40/50 SystemTM proven up to 21% fuel saving in Europe.

Allison Transmission, Inc.

a Dagmar Braunová
Volvo electric