Kursplan för Introduktion till framdrivning och energisystem för transport

Kursplanen innehåller ändringar
Se ändringar

Kursplan fastställd 2021-02-17 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnIntroduction to propulsion and energy systems for transport
  • KurskodMMS195
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPMOB
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik, Maskinteknik
  • InstitutionMEKANIK OCH MARITIMA VETENSKAPER
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 89123
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterNej

Poängfördelning

0121 Dugga, del A 2 hp
Betygsskala: TH		2 hp
0221 Dugga, del B 2 hp
Betygsskala: TH		2 hp
0321 Dugga, del C 2 hp
Betygsskala: TH		2 hp
0421 Projekt, del D 1,5 hp
Betygsskala: UG		1,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Information saknas

Kursspecifika förkunskaper

Matematik (minst 30 hp innehållande linjär algebra, flervariabelanalys, numerisk analys och matematisk statistik eller sannolikhetslära), reglerteknik (innehållande signalbehandling, analys av återkopplade system (stabilitet), design av styrsystem (PI-, PIDstyrning, tillståndsdiagram), överföringsfunktion), programmering

samt
mekanik (statik och dynamik), strömningsmekanik, hållfasthetslära, produktutveckling (maskinelement, maskinkonstruktion eller konstruktionsmetodik)
eller
Elkraftteknik (innehållande Grundläggande Elkretsteori, Elektriska maskiner, Kraftelektronik och Elektriska kraftsystem)

Syfte

Den här kursen är avsedd för att mastersstudenter skall bilda sig en gedigen bakgrund inom fordonsteknik och dess relation till fordonens framdrivning och energibehov. Kursen syftar till att ge en grund inför vidare avancerade studier inom fordonsteknik, framdrivningssystem och deras komponenter. I synnerhet kommer eleverna att utveckla de kunskaper och färdigheter som behövs för att välja den bästa typen av framdrivningssystem, fordonstyp och energikälla för att utföra en viss transportuppgift. Detta omfattar introduktion av grundläggande egenskaper för axel- och reaktionsdrivning, vilket ger en bred teknisk förståelse för olika energikällor och operationer och deras relation till den valda typen av fordon.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Från ett mekaniskt perspektiv formulera balanser mellan energi, impuls, vinkelmoment och vridmoment för att kvantifiera prestanda hos axel- och reaktionsdrivelement för olika effektivitetsmått
  • På ett jämförande sätt, för de olika transportsätten, kunna överblicka den dynamiska representationen av olika fordonsrepresentationer.
  • Beskriv och tillämpa grundläggande skalningslagar och konceptuella designregler för en rad framdrivningskomponenter inklusive:
    o Otto, Brayton och diesel förbränningscykler och deras relaterade komponenter,
    o Elektriska systemkomponenter, elektriska maskiner, kraftelektroniska omvandlare, batterier, bränsleceller och deras integration i framdrivningskoncept
  • Beskriv och tillämpa grundläggande konceptuell modellering för att förutsäga vikt, effektivitet och dellastbeteende på komponenterna som anges i föregående punkt.
  • Relatera komponentprestanda till högnivå analys och definiera kritiska konstruktionskriterier för de olika fordonssystemen och utveckla därigenom en designbas för framdrivningssystem
  • Demonstrera den konceptuella designprocessen med hjälp av skalbara komponentbeskrivningar på en rad relevanta fordon
  • Analysera konceptdesign och genomföra driftsanalyser av fordon.
  • Beskriv och tillämpa grundläggande egenskaper hos en rad energibärare och deras integration i fordon inklusive:
    o Fossila bränslen
    o Förnybara bränslen
    o Vätgas för förbränning eller bränsleceller
    o Elektriska energibärare
  • Karakterisera (inklusive hälsoeffekter) och förutsäga utsläpp för bränslen ovan som de används i olika fordonsscenarier
  • Förstå underbyggnaden av kostnaden för olika bränslen, deras tillgänglighet, potentiella användning och inflytande på hållbara framtidsscenarier

Innehåll

Kursen tar in ledande forskare och experter från ett antal framdrivningssystem och energibärare som täcker fordons-, flyg-, sjö- och järnvägsapplikationer. Lärandet har ett systemtekniskt tillvägagångssätt och bygger på den grundläggande kunskapen om hur framdrivningssystem och energikällor förväntas tillämpas på transport under det kommande århundradet. Kursen ska också använda externa angränsande professorer och branschkontakter för att ge toppmoderna perspektiv på fordonsmodellering och användning.

Exempel på framdrivningssystem och energibärare väljs för att illustrera grundläggande principer och för att introducera studenten till utformningen av framdrivningssystem som uppfyller motstridiga krav. I synnerhet kommer studenten att lära sig att formulera modeller för framdrivningskomponenter, utforma med beaktande av tvärvetenskapliga skalnings regler och relatera dessa regler till energianvändning och tillämpningen av olika energibärare.

Kursen involverar inlärningsfaserna identifiera behov, designa och implementera ett antal koncept och fysikbaserade regler. Tanken är att detta är en optimal kompromiss som gör det möjligt för framtida ingenjör att välja rätt transport-, bränsle- och framdrivningssystem för en framtida transportuppgift. Kursen ger en bra grund för vidare studier inom drift av fordon och kurser inom fordonsbyggnad, framdrivningssystem och deras komponenter.

Organisation

Kursen är indelad i åtta moduler enligt listan nedan

Modul 1, vecka 1: Introduktion till fordonstyper och deras användning inom transportsektorn
Introduktion till de viktigaste fordonstyperna och deras viktigaste prestanda / begränsningar för de olika fordonsspåren. Kartläggning av nuvarande och möjliga energibärare.

Modul 2, vecka 2: Introduktion till framdrivningsmetoder och deras tillämpning
Olika typer av drivlinor, deras tillämpning på reaktion och axeldrivning, deras inbördes förhållande till fordonseffektivitet. Karaktärisering av fordonets drift och dynamik.

Modul 3, vecka 3: Komponentmodellering och konceptuell designövning A
Flytande bränslen som energibärare, modellering, aktuell användning och designregler för komponenter som tillämpas på olika transportsätt

Modul 4, vecka 4: Komponentmodellering och konceptuella övningar B
Flytande bränslen som energibärare, modeller, körcykler, hybrider och utsläppsmodellering.

Modul 5, vecka 5: Komponentmodellering och konceptuell designövning C
Elektriska energibärarbaserade system, komponentmodellering och konceptuell design av elektriska komponenter som tillämpas på olika transportsätt.

Modul 6, vecka 6: Komponentmodellering och konceptuell designövning D
Elektriska energibärarbaserade system, komponentmodellering, körcykler, hybridfordon, bränsleceller och utsläppsmodellering.

Modul 7, vecka 7: Bränslekarakterisering, framtid och krav. Hållbarhetsperspektiv
Val av drivmotor för uppgiftsspecifikationen. Aspekter av hållbarhet och kostnadsmodellering under olika scenarier. Ytterligare aspekter (laddning, fordonscertifiering, aspekter av lagstiftning).

Modul 8, vecka 8: Övergripande tentamen
Arbetet med designuppgifter och ytterligare föreläsningar / branschföreläsningar och vidare handledning.

Litteratur

Föreläsningsanteckningar och utdelat material

Examination inklusive obligatoriska moment

Kursexaminationen omfattar tre mindre prov och en projektuppgift
  1. Del A, 2 poäng: Fordon och framdrivning (modul 1 och 2).
    Examination: Dugga. Maximalt antal poäng på duggan är 30 poäng.
  2. Del B, 2 hp: Förbränningsbaserade drivlinor (modul 3 och 4).
    Examination: Dugga. Maximalt antal poäng på duggan är 30 poäng.
  3.  Del C, 2 poäng: Drivlinor baserade på elektrisk framdrift (modul 5 och 6).
    Examination: Dugga. Maximalt antal poäng på duggan är 30 poäng.
  4. Del D, 1,5 hp: Drivlinedesignuppgift och kompletterande föreläsningar (modul 7 och 8).
    Examination: Presentation av lösningar och aktivt deltagande i diskussioner
Betygsskalan för de tre duggorna är:
Betyg 3 mellan 12 och 17,9 poäng
Betyg 4 mellan 18-23,9 poäng
Betyg 5 mellan 24-30 poäng

För slutbetyget krävs att alla delar, A, B, C och D är godkända och när det är uppnått, baseras slutbetyget på summering av poängen från delar A, B och C enligt
Betyg 3 mellan 45-59,9 av totalpoängen från A + B + C
Betyg 4 mellan 60-74,9 av totalpoängen från A + B + C
Betyg 5 mellan 75-90 av totalpoängen från A + B + C

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.

Kursplanen innehåller ändringar

  • Ändring gjord på kurstillfälle:
    • 2021-04-28: Block Block ändrat från C till A av Jimmy Ehnberg
      [Kurstillfälle 1]