Työkoneiden nestejäähdytettyjen akkupakettien mekaaniset rakennevaihtoehdot

Abstract

Tässä kandidaatintyössä selvitettiin kirjallisuudesta työkoneiden nestejäähdytettyihin akkupaketteihin kohdistuvia mekaanisia rasituksia, värähtelyn vaimentimia, akkupaketin värähtelyn- ja iskunkestävyyttä parantavia rakenteita ja akkupakettien mekaaniseen testaamiseen käytettävien standardien kokeita ja niiden vaatimuksia.

Merkittävin akkupaketin värähtelyn- ja iskunkestävyyttä parantava tekijä on akkukennojen välisen liikkeen estäminen. Liikettä voidaan estää pitämällä akkukennot paikoillaan kitkalla, sekä käyttämällä kannakkeita ja välikappaleita. Akkupakettiin johtuvia värähtelyitä voidaan vaimentaa yksinkertaisilla passiivisilla ja puoliaktiivisilla vaimentimilla. Vaimentimien valinnassa tulee kiinnittää huomiota siihen, ettei vaimennetun akkupaketin ominaistaajuus ole lähellä työkoneessa käytön aikana esiintyvien herätteiden taajuuksia. Akkupaketin sijoittamisella voidaan vaikuttaa akkupaketin kokemaan värähtelyrasitukseen.

Akkupakettien mekaanista testaamista käsittelevät standardit on kehitetty sähköautoja varten. Työssä tarkasteltiin kuuden eri standardin kokeita. Standardien vaatimuksia verrattiin esiteltyihin mekaanisiin rakenteisiin ja standardien soveltuvuutta työkoneiden akkupakettien testaamiseen arvioitiin.

This bachelor’s degree was a literature review into mechanical design of liquid cooled battery packs in mobile machinery. Vibration loads and dampers were examined as well as mechanical design solutions that make battery packs more tolerant to vibration and shocks. Standards for mechanical testing of battery packs were reviewed.

One of the most successful strategies to improve battery packs tolerance for vibration and shocks was restricting the relative movement of cells. This can be achieved by keeping cells in place with friction, cell spacers and holders. Transmission of vibrations can be reduced by simple passive or semi-active vibration dampers. Damper’s natural frequency should be much less than the forcing frequency. Placement of a battery pack will impact its vibrational loading.

Standards for mechanical testing of battery packs are developed for use in electric vehicles. Six standards and their mechanical tests were reviewed. The requirements of these standards were compared to the mechanical design solutions. The suitability of these standards for use in battery packs for mobile machinery was assessed.