Nieuwe robuuste vermogensdichte motorconcepten voor e-vloeistofkoeling
Naarmate elektrische voertuigen zich verder ontwikkelen, is het streven naar compactere, krachtigere en kostenefficiëntere aandrijflijnen in volle gang. De uitdaging is eenvoudig te omschrijven: aandrijflijnen moeten dezelfde vermogensniveaus kunnen leveren, maar in een steeds kleinere ruimte en met een steeds lager gewicht. Dit is waar innovatieve koeltechnologieën op basis van olie een cruciale rol zullen spelen. Directe oliekoeling heeft het potentieel om de vermogensdichtheid met 50% te verhogen in vergelijking met traditionele watergekoelde oplossingen. Bovendien is het gebruik van diëlektrische vloeistoffen (e-fluids) inherent veiliger dan op water gebaseerde systemen, die risico's met zich meebrengen zoals kortsluiting door lekkage. De integratie van deze geavanceerde koeltechnologieën is echter niet zonder uitdagingen...
De eerste uitdaging is de compatibiliteit van de koelolie met alle materialen in de aandrijflijn. De aandrijflijn van een EV bestaat uit een brede waaier aan materialen, waaronder koperen geleiders, kunststoffen en gespecialiseerde coatings. Elk van deze materialen kan een andere interactie aangaan met koelolie, wat kan leiden tot degradatie die de integriteit en functionaliteit van het voertuig in gevaar kan brengen.
De tweede uitdaging is een robuuste afdichting, om olie uit de luchtspleet te houden. Oliekoeling brengt complexe straalstromen met zich en wanneer olie in de luchtspleet kan kruipen, leidt dit tot hoge wrijvingsverliezen die sterk toenemen bij hogere draaisnelheden.
Onze missie is om een robuuste strategie voor oliekoeling te ontwikkelen, te testen en te valideren.
Compatibele olie: Samenwerking met Lubrizol
Om dit probleem aan te pakken, deden we een beroep op de expertise van vloeistoftechnologen bij Lubrizol. Onze samenwerking resulteerde in een reeks strenge tests en analyses om de degradatie van verschillende materialen onder invloed van diëlektrische oliën in kaart te brengen. Door systematisch potentiële incompatibiliteiten te identificeren, kunnen in de ontwerpfase de juiste materiaalkeuzes worden gemaakt.
Onze methodologie omvat strenge tests en analyses om te beoordelen hoe verschillende materialen kunnen degraderen wanneer ze worden blootgesteld aan diëlektrische oliën. Dit onder verschillende belastingsgraden van de aandrijflijn, waarbij verschillende rijomstandigheden worden gesimuleerd. Defecten die op deze manier aan het licht komen, kunnen worden voorkomen wanneer ze anders tijdens de levensduur van het voertuig hadden kunnen optreden met een ongeschikte vloeistof/materiaalcombinatie.
Het resultaat is tweeledig: een complete ontwerpgids voor vloeistof/aandrijflijncompatibiliteit en een robuuste validatie van een EVOGENTM e-fluid van Lubrizol.
- Door het opstellen van uitgebreide richtlijnen en datasets over materiaaldegradatie hebben we een complete gids ontwikkeld om de compatibiliteit van diëlektrische motoroliën in EV-aandrijflijnen systematisch te valideren.. Dit zal ervoor zorgen dat elk onderdeel van de aandrijflijn bestand is tegen de chemische en thermische spanningen die worden veroorzaakt door direct contact met diëlektrische oliën. Vroege ontwerpfouten behoren tot het verleden.
- Een van Lubrizols EVOGENTM e-vloeistoffen is gevalideerd als compatibel met diverse aandrijflijncomponenten. Het is een robuuste enkelvoudige olie die voldoet aan de strenge eisen voor gebruik in high-performance elektrische voertuigen.
Geverifieerd afdichtingsconcept
Om de oliestraalkoelmethode ook geschikt te maken voor hogesnelheidswerking, ontwikkelden we een contactloos hydrodynamisch afdichtingsconcept, om olie uit de luchtspleet te houden. Hierbij fungeert de rotor als een kleine centrifugale luchtpomp die olie uit de luchtspleet houdt door een omgekeerde luchtstroom te creëren. Dit afdichtingsconcept is industrieel geverifieerd, lees er meer over in deze blogpost.
Het resultaat is dat wervelverliezen worden geëlimineerd, maar het afdichtingsconcept kan de motor zelfs nog verder koelen. Zo komen we toch een doeltreffend thermisch motorontwerp:
Toekomst: de optimale Single Oil architectuur ontwikkelen
Innovatie in technologie voor thermisch beheer is een belangrijke bouwsteen voor de volgende generatie elektrische voertuigen. Daarom zetten we onze ambitie om de optimale thermische architectuur te ontwikkelen voort via vervolgprojecten, zoals het onlangs gelanceerde SmartSOS. Een architectuur met één multifunctionele olie, getest en gevalideerd onder realistische rij- en (snel)laadomstandigheden.
Zo blijven we de toekomst van de autotechnologie vormgeven: betaalbaar, efficiënt, betrouwbaar en duurzaam.
