Elektrificeren van voertuigen of machines
Wat, waarom en hoe elektrificeren?
Elektrificatie van voertuigen of machines is niet nieuw, maar komt met tal van uitdagingen. Is mijn machine of voertuig elektrificeerbaar? Is er een business case voor retrofitting? Welk stappenplan moet ik volgen? Wat zijn de belangrijkste succesfactoren?
Flanders Make ondersteunt bedrijven die hun machine (landbouwmachine, vorkheftruck, rollend materieel, werktuigen, trailer, …) of voertuig (tractor, fiets, vaartuig, bus, truck, …) willen elektrificeren, maar nog vragen hebben bij de technische of economische haalbaarheid. Via een stapsgewijze aanpak gaat Flanders Make samen met het bedrijf op zoek naar een optimale oplossing met korte doorlooptijd en weinig risico’s.
- Design fase: op basis van specifieke vereisten wordt de optimale architectuur van de aandrijflijn en het batterijsysteem gesimuleerd en het eerste design uitgewerkt;
- Prototype fase: het design wordt geïntegreerd na selectie van de nodige componenten en reverse engineering van de machine/voertuig, het prototype wordt getest en gevalideerd;
- Operationele fase: de softwarefuncties en de functionele veiligheid worden verder uitgebreid met meerdere scenario’s en uitvoerig getest;
Stap 1 - Design van aandrijflijn en batterij
De aandrijflijn van een machine of voertuig moet compatibel zijn met de belasting en de gewenste prestaties. We gebruiken voor de juiste keuze van architectuur en componenten verschillende schaalbare tools. Hiermee kan een initieel complexe oefening worden vereenvoudigd en in zo weinig mogelijk iteraties leiden tot een volledige evaluatie en geoptimaliseerde werking van de aandrijflijn. Verder voorzien we ook een geschikte energiemanagementstrategie om aan de operationele doelstellingen te voldoen.
Onafhankelijk van de toepassing is het kiezen van het juiste batterijtype en beheersysteem een moeilijke taak. Zelfs binnen de dominante positie van Li-ion resulteren verschillende celtypes in verschillende trade-offs. Daarom werken we met een modelgebaseerde ontwerp-, selectie- en dimensioneringsaanpak om deze keuzes te maken. In combinatie met een performant batterij managementsysteem kan een optimale werking gegarandeerd worden.
Stap 2 - Prototype bouwen en testen
We bouwen samen een prototype van een geëelektrificeerde machine of voertuig. Indien nodig produceren we ook hardware onderdelen zoals elektromechanische componenten of power elektronica. Tijdens de prototype fase kunnen we testen uitvoeren op verschillende hiërarchische niveaus en voor een reeks vermogensniveaus van vrij klein (<kW) tot 250kW. Dit omvat zowel het testen van componenten zoals accu's, elektromotoren/generatoren, versnellingsbakken, als het testen van volledige aandrijflijnen tot complete producten zoals (off- en on-road) voertuigen.
Al onze testinfrastructuur is volledig uitgerust met de nodige sensoren en hoogopgeleid personeel om de infrastructuur te bedienen. We helpen je bij het selecteren van de meest geschikte infrastructuur en bespreken de verwachtingen van de test. Na de test worden de ruwe gegevens opgeleverd die samen met een uitgebreid testrapport de belangrijkste inzichten beschrijven voor het verdere elektrificatie traject.
Stap 3 - Prestaties verbeteren in de operationele fase
Het dynamisch gedrag (trillingen, geluid en beweging) van een machine/voertuig, haar aandrijflijn en haar deelcomponenten is vaak een cruciale producteigenschap die het midden houdt tussen prestatie, ecologische voetafdruk en menselijke blootstelling. Vanuit deze multi-dimensionaliteit zetten we in op het optimaliseren van machines/voertuigen en hun dynamisch gedrag en dit vanuit zowel test als simulatie.
We beschikken hiervoor over alle nodige expertise in het ontwerpen, analyseren, modelleren, testen, monitoren, controleren en voorspellen van het dynamische gedrag van mechanische en mechatronische systemen en complementeren dit met onze unieke testinfrastructuur.
Voorbeeld traject
De samenwerking tussen e-TROVA en Flanders Make illustreert hoe deze aanpak resulteerde in een multi-brand oplossing om oude diesel vrachtwagens van verschillende merken binnen 48 uur om te bouwen naar een elektrisch aangestuurde variant.