ELDRIVET Energirelaterad fordonsforskning

En presentation över ämnet: "ELDRIVET Energirelaterad fordonsforskning"— Presentationens avskrift:

1 ELDRIVET Energirelaterad fordonsforskning 2014 2014-10-09
Sebastian Hall, Lunds Universitet Nämn e-posten

2 Eldrivet – Generell information
Start: , Slut: Huvdstödmottagare samt andra parter i projektet: Statens energimyndighet BAE-Systems; Bevi Teknik & Service; e-Power Nordic AB; Inmotion Technologies AB; Lund University; Scania Sweden AB; Volvo cars AB; Volvo Technologies AB. Program: Elektriska drivsystem Stödsumma: SEK Bara babbla lite

3 Eldrivet – Struktur och syfte
7 delprojekt. Syfte: Förbättra prestanda och livslängd av elektriska drivsystem i fordon. Ökad samverkan i Sverige inom ämnet. Ämnen: Kylning. Test and utvärdering. Uppdatering om branschtrender. Presentation baserad på lägesrapport från början av året. Bara projekt 5! Inte samordnare.

4 Del 1: Kylning av kraftelektronik i fordon
Mål: minska junction temperatur med tre grader. Vätskekylning: Införande av insats i kylkanalen. Ökat tryckkraft på krafttransistorerna. Temperaturen minskar med 8 grader Förklara bilderna Höger: omvandlare elfordon Vänster: Kylare med monterad modul (svart)

5 Del 1: Kylning av kraftelektronik i fordon
Mål: minska junction temperatur med tre grader. Luftkylning: Analytiskt verktyg framtaget; Simuleringar utförda; testbänk framtagen; prototyper framtagna. Ny prototyp jämförs med befintlig kylare; 4.5 o förbättring. Bilderna!

6 Del 2.1: Kylning av elmotorer i fordon (Volvo Tech.)
Mål: Öka kunskapen om kylning av elektriska maskiner. Part 1: Modellering av kylning och värmetransport. Inkluderar virvel strömmar, transienta förlopp och temperatur beroende parametrar.

7 Del 2.1: Kylning av elmotorer i fordon (Volvo Tech.)
Mål: Öka kunskapen om kylning av elektriska maskiner. Del 2: Designa, bygg och testa en elmaskin. Skall ha 30 % ökad värmetransportförmåga jämfört med en konventionell vattenkyld statormantel. Fokus på rotorkylning. En rotor är nästan färdigdesignad.

8 Del 2.2: Kylning av elmotorer i fordon (Semcon)
Mål: Designa en maskin kyld med transmissionsolja. Olja i rotorn kyler magneterna. 3D och 2D simuleringar samt analytiska beräkningar har utförts.

9 Del 3: Kontaktering av kraftelektronik i fordon
Mål: Utveckla tekniker som har positiv inverkan på pris, packningsvolym och vikt. Många prototyper har konstruerats. Parametrar som utvärderas: Storlek, kostnad och produktionsbarhet. Förslitning på grund av värme, kyla och vibrationer. Montagebarhets- och duglighetsstudier av strömskenor. Kontaktering med hjälp av gängpressade skruv.

10 Del 3: Kontaktering av kraftelektronik i fordon
Mål: Utveckla tekniker som har positiv inverkan på pris, packningsvolym och vikt. Planerat jobb: Kontaktering mot keramiska och aluminium PCB:er utan hålmontering. Fjädrade kontakter för termisk expansion. Lödningsfri PCB kontaktering.

11 Del 4: Accelererad provning av elektriska drivsystem
Mål: Utveckla metoder för accelererade livslängdsprover. Aspekter som beaktas: Termisk åldring av isolationssystem. Termo-mekanisk påverkan på isolationssystem. Partiella urladdningar. Temperaturcykling av kraftelektroniska komponenter. Vibrationer.

12 Del 4: Accelererad provning av elektriska drivsystem
Mål: Utveckla metoder för accelererade livslängdsprover. Status: Provrigg för livslängdsprovning färdigställd. Metod för att räkna om en körcykel till en accelererad provcykel framtagen. Testning pågår. Studie kring vilka parametrar som styr åldrande i kraftelektronik påbörjad.

13 Del 5: Dynamisk provning
Mål: Utveckla metod för att karaktärisera elektriska maskiner utan testbänk. Platsekonomiskt. Tidsekonomiskt. Materialekonomiskt. Babbla om du har mkt tid

14 Del 5: Dynamisk provning
Mål: Utveckla metod för att karaktärisera elektriska maskiner utan testbänk. Accelerera och bromsa maskinen med olika strömmar och utvärdera prestanda i form av: Flödes- och momentmappar. Verkningsgradsmappar. Termisk karaktär.

15 Del 6: Hur alternativa halvledarmaterial förändrar fordonsindustrins förutsättningar
Mål: Studie kring hur SiC och GaN påverkar förutsättningar för elektriska fordon. Mässor och konferenser har besökts. Projektet har uppdaterats om trender inom branschen.

16 Del 7: Omriktare med kiselkarbid
Konstruera en omriktare för att driva en elektisk motor i laborationsmiljö. Mål: Minska kylbehovet. Erhålla samma spänningsrippel på DC sidan med reducerad kapacitans. 5% minskade förluster jämfört med Si. Identifiera optimal switchfrekvens.

17 Del 7: Omriktare med kiselkarbid
Konstruera en omriktare för att driva en elektisk motor i laborationsmiljö. Status: Olika transistorer och topologier har testats. Omvandlare har konstruerats utifrån testresultaten. Infineon HybridPACK omvandlare har valts som referens för test. Förlustsimulering som funktion av ström, spänning och frekvens har utförts. Den konstruerade omvandlaren testas nu och jämförs med HybridPACK.

18 Tack för mig