Villamos járműmotor melegedésének modellezése és szimulációja

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Vajda István
Villamos Energetika Tanszék

Az elektromobilitás térnyerésével a gépjárműiparban a villamos gépek új technológiáinak fejlesztése zajlik. A fejlesztési irányok a méret-és anyagcsökkentés mellett a hatásfok javítása és a gyártás, illetve ellenőrző mérések automatizálása. A csökkenő méret és a hatásfok növelésének célja egyúttal a hűtési rendszerek fejlesztését is igényli.

A hűtési rendszerek fejlesztéséhez szükséges a villamos gépek termikus tulajdonságai-nak, veszteségeinek ismerete. Munkám célja az Audi Hungaria Zrt. fejlesztés alatt álló gépeinek megismerése és egy olyan tranziens termikus modell kidolgozása, ami alapján a hűtési rendszerbe történő beavatkozások hatása kimutatható és elemezhető.

A modell kiépítéséhez a termikus rendszerek Beuken-féle RC-analógiáját vettem alapul, egy nagy csomópontszámú hőmodellt hoztam létre Matlab környezetben. Analitikus áramlástechnikai egyenletekkel modelleztem a külső és belső hűtőközegek áramlását és hőfelvételét, szintén analitikusan modelleztem a hősugárzás hatását.

Az Audi Hungaria Zrt. által futtatott mérési protokollok közül kiválasztottam a PTCE (Powered Thermal Cycle Endurance) tesztet, és e tesztek mérési eredményeit vetettem össze a modell eredményeivel. A számított eredmények a vizsgált géptípuson a valóság-hoz közeliek voltak, a gép kritikus pontjain az eltérés maximum 7-9 °C volt, a tranziens alakja a valósághoz közeli.

A PTCE méréssel ellenőrzött modellen vizsgálatokat végeztem. Virtuális méréssel meg-határoztam a gép állandósult állapotbeli fordulatszám-nyomaték jelleggörbéjét, majd a hűtés körülményeit változtattam. Vizsgáltam az eltérés irányát és mértékét a hűtőközeg csökkenése, a sugárzásos hőátadás változtatása, a rotorba vezetett hűtőközeg alkalmazá-sa és elhagyása, a rotor kalicka anyagának változtatása, a vezetékátmérő növelése, illetve a tekercsfej gyantával történő kitöltése esetén.

A kiindulási állapothoz képest jelentős, 15-20%-os javulás érhető el az állandósult nyo-matékban a szimuláció szerint, a teljes fordulatszám-tartományon.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.