BILAGA

Metod för att bestämma minskningen av koldioxidutsläppen genom användning av växelströmsgeneratorn Valeo Efficient Generation Alternator i ett M1-fordon

1.   Inledning

För att bestämma den minskning av koldioxidutsläppen som kan tillskrivas användningen av Valeo Efficient Generation Alternator i ett M1-fordon är det nödvändigt att fastställa följande:

a)	Det testförfarande som ska följas för att bestämma generatorns verkningsgrad.

b)	Fastställandet av provbänken.

c)	Formeln för beräkning av standardavvikelsen.

d)	Fastställandet av koldioxidminskningen för typgodkännandemyndigheters certifiering.

2.   Testförfarande

Generatorns verkningsgrad ska bestämmas med hjälp av mätningar vid olika hastigheter: 1 800, 3 000, 6 000, 10 000 varv per minut. Vid varje varvtal belastas generatorn med 50 % av den maximala belastningen. För att beräkna verkningsgraden används en tidsfördelning på 25 %, 40 %, 25 %, 10 % för 1 800, 3 000, 6 000 respektive 10 000 varv per minut (se VDA-metoden som beskrivs i punkt 5.1.2 i bilaga I till de tekniska riktlinjerna).

Detta ger följande formel (1):

där

—	ηΑ är generatorns verkningsgrad,

—	(η @1 800 varv/min. @0,5·IN) är generatorns verkningsgrad vid en hastighet på 1 800 varv per minut och med en belastning på 50 %,

—	(η @3 000 varv/min. @0,5·IN) är generatorns verkningsgrad vid en hastighet på 3 000 varv per minut och med en belastning på 50 %,

—	(η @6 000 varv/min. @0,5·IN) är generatorns verkningsgrad vid en hastighet på 6 000 varv per minut och med en belastning på 50 %,

—	(η @10 000 varv/min. @0,5·IN) är generatorns verkningsgrad vid en hastighet på 10 000 varv per minut och med en belastning på 50 %,

—	IN= strömstyrka (A).

Inställningen av provbänken och testförfarandet ska uppfylla precisionskraven i ISO 8854:2012 (1).

3.   Provbänk

Provbänken ska vara en generatorprovbänk med direktdrift. Generatorn ska vara direkt kopplad till vridmomentsmätaren och drivenhetens axel. Generatorn belastas med ett batteri och en elektronisk belastning. Se provbänkskonfigurationen i figur 1.

Figur 1

Konfiguration för provbänken

I figur 1 ges en översikt över provbänkens konfiguration. Generatorn omsätter den mekaniska effekten från den borstlösa motorn till elektrisk effekt. Den borstlösa motorn genererar en mängd kraft som bestäms av vridmomentet (Nm) och rotationshastigheten (rad.s–1). Vridmomentet och hastigheten ska mätas med hjälp av vridmomentsmätaren.

Generatorn producerar kraft nog för att motsvara den belastning som är kopplad till generatorn. Denna mängd kraft uppgår till generatorns spänning (V) gånger generatorströmstyrkan (I).

Generatorns verkningsgrad definieras som den elektriska effekten (generatorns utgångseffekt) dividerad med den mekaniska effekten (vridmomentsmätarens resultat).

Formel (2)

:

där

ηΑ	=	generatorns verkningsgrad,
V	=	spänning (V),
I	=	strömstyrka (A),
T	=	vridmoment (Nm),
ω	=	generatorns rotationshastighet (rad. s–1).

4.   Mäta vridmomentet och beräkna generatorns verkningsgrad

Provningen ska utföras i enlighet med ISO 8854: 2012.

Belastningen sätts till 50 % av den strömstyrka som generatorn säkerställer vid 25 °C och en rotorhastighet på 6 000 varv per minut. Om generatorn t.ex. är en generator i klass 180A (vid 25 °C och 6 000 varv per minut) sätts belastningen till 90 A.

För varje varvtal hålls generatorns spänning och utström konstant, spänningen på 14,3 V och strömstyrkan för en 180A-generator på 90 A. Det vill säga, att för varje varvtal mäts vridmomentet med hjälp av provbänken (se figur 1) och verkningsgraden beräknas med hjälp av formel (2).

Syftet med denna provning är att bestämma generatorns verkningsgrad vid 4 olika hastigheter i varv per minut (varv/min.):

—	Vid en hastighet på 1 800 varv/min.

—	Vid en hastighet på 3 000 varv/min.

—	Vid en hastighet på 6 000 varv/min.

—	Vid en hastighet på 10 000 varv/min.

Generatorns genomsnittliga verkningsgrad beräknas med hjälp av formel (1).

5.   Standardavvikelse för det aritmetiska medelvärdet av generatorns verkningsgrad

Statistiska fel i resultaten av testmetoderna till följd av mätningar ska kvantifieras. Utformningen av felvärdet ska vara en standardavvikelse som motsvarar ett tvåsidigt konfidensintervall på 84 % (se formel (3)).

Formel (3)

:

där

	:	standardavvikelse av det aritmetiska medelvärdet,
xi	:	mätvärde,
	:	aritmetiskt medelvärde,
n	:	antal mätningar.

Alla mätningar ska utföras minst fem (5) gånger i följd. Standardavvikelsen ska beräknas för varje hastighet.

Standardavvikelsen för generatorns verkningsgrad (ΔηΑ) beräknas med följande formel:

Formel (4)

:

Där värdena 0,25, 0,40, 0,25, och 0,1 är samma viktade värden som i formel (2) och S1 800, S3 000, S6 000, och S10 000 är standardavvikelser som beräknas med hjälp av formel (3).

6.   Fel i koldioxidminskningen på grund av standardavvikelsen (felfortplantningslagen)

Standardavvikelsen för generatorns verkningsgrad (ΔηΑ) medför ett fel i koldioxidminskningen. Detta fel ska beräknas med hjälp av följande formel (2):

Formel (5)

:

där

ΔCO2	=	fel i koldioxidminskningarna (g CO2/km),
PRW	=	750 W,
PTA	=	350W,
ηΑ–EI	=	den högeffektiva generatorns verkningsgrad,
ΔηΑ	=	standardavvikelse för generatorns verkningsgrad (resultat av ekvation i formel (4)),
VPe	=	Willans-faktorer (l/kWh),
CF	=	omräkningsfaktorer (g CO2/l),
v	=	genomsnittlig körhastighet för NEDC (km/tim).

7.   Beräkning av påvisbar andel besparingar i mekanisk effekt

Den högeffektiva generatorn leder till besparingar i mekanisk effekt som beräknas i två steg. I det första steget beräknas den sparade mekaniska effekten under verkliga förhållanden. I det andra steget beräknas den sparade mekaniska effekten under typgodkännandeförhållanden. När dessa två besparingar i mekanisk effekt har dragits av fås den påvisbara andelen insparad mekanisk effekt.

Besparingen i mekanisk effekt under verkliga förhållanden beräknas med formel (6).

Formel (6)

:

där

ΔΡm–RW	=	sparad mekanisk effekt under verkliga förhållanden (W),
PRW	=	elektrisk effekt under verkliga förhållanden, som är 750 W,
ηΑ	=	jämförelsegeneratorns verkningsgrad,
ηΑ–EI	=	den högeffektiva generatorns verkningsgrad.

Besparingen i mekanisk effekt under typgodkännandeförhållanden beräknas med formel (7).

Formel (7)

:

där

ΔΡm–TA	=	sparad mekanisk kraft under typgodkännandeförhållanden (W),
PTA	=	elektrisk effekt under typgodkännandeförhållanden, som är 350 W,
ηA	=	jämförelsegeneratorns verkningsgrad,
ηΑ–EI	=	den högeffektiva generatorns verkningsgrad.

Den påvisbara andelen insparad mekanisk effekt beräknas med formel (8).

Formel (8)

:

där

ΔΡm	=	påvisbar andel sparad mekanisk effekt (W),
ΔΡm–RW	=	sparad mekanisk effekt under verkliga förhållanden (W),
ΔΡm–TA	=	sparad mekanisk effekt under typgodkännandeförhållanden (W).

8.   Formel för att beräkna koldioxidminskningen

Koldioxidminskningen beräknas med följande formel:

Formel (9)

:

där

CCO2	=	koldioxidminskningar (g CO2/km),
ΔΡm	=	Andel sparad mekanisk kraft enligt formel (8) (W),
VPe	=	Willans-faktorer (l/kWh),
CF	=	omräkningsfaktorer (g CO2/l),
v	=	genomsnittlig körhastighet enligt NEDC (km/tim).

För Willans-faktorerna används uppgifterna i tabell 1:

Tabell 1

Willans-faktorer

Typ av motor	Förbrukning av verksam effekt VPe [l/kWh]
Bensin (VPe-P)	0,264
Turbo-bensin	0,28
Diesel (VPe-D)	0,22

För omräkningsfaktorerna används uppgifterna i tabell 2:

Tabell 2

Omräkningsfaktorer

Typ av bränsle	Omräkningsfaktor (l/100 km) → (g CO2/km) [100 g/l]
Bensin	23,3 (= 2 330 g CO2/l)
Turbo-bensin	23,3 (= 2 330 g CO2/l)
Diesel	26,4 (= 2 640 g CO2/l)

Den genomsnittliga körhastigheten enligt NEDC är: v = 33,58 km/tim

9.   Statistisk signifikans

Det ska påvisas för varje typ, variant och version av ett fordon utrustat med Valeo Efficient Generation Alternator att fel i de koldioxidminskningar som beräknas med formel 5 inte är större än skillnaden mellan den totala koldioxidminskningen och det minsta besparingströskelvärde som anges i artikel 9.1 i genomförandeförordning (EU) nr 725/2011 (se formel (7)).

Formel (10)

:

där

MT	=	minsta tröskelvärde (g CO2/km),
CCO2	=	total koldioxidminskning (g CO2/km),
	=	fel i koldioxidminskningarna (g CO2/km).

10.   Den högeffektiva generatorn ska införas i fordon

För att bestämma de koldioxidminskningar som typgodkännandemyndigheten ska intyga till följd av användningen av Valeo Efficient Generation Alternator i enlighet med artikel 12 i genomförandeförordning (EU) nr 725/2011 ska tillverkaren av det M1-fordon i vilket generatorn är monterad, i enlighet med artikel 5 i den förordningen, utse ett miljöinnovationsfordon utrustat med Valeo Efficient Generation Alternator samt ett av följande jämförelsefordon:

a)	Om miljöinnovationen är monterad på en ny fordonstyp som kommer att lämnas in för nytt typgodkännande, ska jämförelsefordonet i alla avseenden vara identiskt med den nya fordonstypen bortsett från generatorn som ska vara en generator med en verkningsgrad på 67 %.

b)

Om miljöinnovationen är monterad på en befintlig fordonsversion, för vilken typgodkännandet kommer att förlängas till följd av att den befintliga generatorn ersatts av miljöinnovationen, ska jämförelsefordonet i alla avseenden vara identiskt med miljöinnovationsfordonet bortsett från generatorn som ska vara den befintliga fordonsversionens generator.

Typgodkännandemyndigheten ska intyga koldioxidminskningarna baserat på mätningar av jämförelsefordonet och miljöinnovationsfordonet i enlighet med artikel 8.1 och artikel 8.2 andra stycket i genomförandeförordning (EU) nr 725/2011 med användning av den testmetod som anges i denna bilaga. Om koldioxidminskningarna ligger under det tröskelvärde som anges i artikel 9.1 ska artikel 11.2 andra stycket i genomförandeförordning (EU) nr 725/2011 tillämpas.

11.   Miljöinnovationskod som ska anges på typgodkännandedokumentationen

För att fastställa den allmänna miljöinnovationskod som ska användas i relevant typgodkännandedokument i enlighet med bilagorna I, VIII och IX till direktiv 2007/46/EG ska den individuella koden för den innovativa teknik som godkänns genom detta beslut vara ”2”.

Miljöinnovationskoden för miljöinnovationsminskningar som intygats av den tyska typgodkännandemyndigheten kommer t.ex. att vara ”e1 2”.

---

(1)  ISO 8854. Vägfordon – Generatorer med regulator – Provningsmetoder och allmänna krav Referensnummer ISO 8854: 2012 (E).

(2)  Denna formel (5) kan härledas från felfortplantningslagen, som förklaras i de tekniska riktlinjerna (punkt 4.2.1).