Sähköisen voimansiirron laboratoriotestaus

Abstract

Viimeisimpien kymmenen vuoden aikana on laitteiden ja ihmisten energiankulutustottumuksissa tapahtunut merkittävä muutos. Energian säästäminen ja vihreät aatteet ovat lisääntyneet merkittävästi, eikä vähiten energian- ja ruuanhinnan nousun sekä ilmastonmuutostietoisuuden myötä. Näistä edellä mainituista syistä autoteknologiassa on pyritty erilaisiin uusiutuviin vaihtoehtoisiin polttoaineisiin kuten biopolttoaineisiin sekä sähköistämiseen. Henkilöautopuolella sähköistys on ollut perustekniikkaa jo toistakymmentä vuotta, mutta maansiirto ja maatalouskoneiden puolella sarjatuotantoa on ollut vähemmän koska vaadittavat jatkuvat tehotasot ja kestävyysvaatimukset ovat merkittävästi suuremmat kuin autoilussa. Siten myös sarjatuotannon testausvaatimukset ovat toisenlaiset.

Tässä diplomityössä käsitellään sähköisen voimansiirron laboratoriotestausta traktorituotannon tuotekehityksen näkökulmasta ja keskitytään erityisesti testausympäristön vaatimuksiin ja laitevalintoihin. Tuotekehityksen vaatimukset testaukselle poikkeavat sarjatuotannon testausvaatimuksista, mutta ovat alaspäin yhteensopivat siten, että samoilla testausjärjestelyillä voitaisiin hoitaa myös sarjatuotannon lopputestaus.

Työssä tehtyjen valintojen ja selvityksien perusteella voidaan kehittää sähköisen voimansiirron testausympäristön integraatio olemassa olevaan polttomoottorien laboratoriotestaukseen. Työn tuloksia saadaan hyödynnettyä myös tulevaisuudessa suunniteltujen lisäominaisuuksien jatkokehittelyssä.

In the latest ten years it has been a remarkable change in peoples and machines energy usage principles. Energy savings and green thinking have been growing fast. This growth is driven by increased price of food and energy and of course the awareness of the climatic change. Because of these reasons automotive technology has been moving towards alternative and renewable fuel sources like biofuels and electrification. In automotive technology electrification has been industry standard over ten years but offroad (agriculture and earth moving) technology serial production has been smaller quantities mainly because constant power and lifetime requirements are much bigger. This makes also requirements for testing more challenging.

This master’s thesis considers laboratory testing of electrified transaxle and other electrification problems from the agricultural tractor manufacturing point of view, focusing heavily on the research and development department testing. Thesis focuses in selection of testing equipment and testing infrastructure requirements and evaluation. Requirements for research and development are different than in testing serial production devices but are downwards compatible so that serial production testing is possible with same hardware.

Based on the selections and studies in this thesis, it is possible to create integration of electrified drivetrain testing infrastructure for present internal combustion engine laboratory infrastructure. Studies are also useful for future development of next level electric vehicle properties testing.