Slimme koeling met olie geeft motoren maximale kracht

Uitdaging: Het vermogen van elektrische motoren optimaliseren

Om het vermogen van elektrische motoren te optimaliseren, is het essentieel om te zoeken naar geavanceerde manieren om die motoren beter te koelen. Dat beseft Dana, fabrikant van aandrijfsystemen, maar al te goed. Vandaar dat zij actief met ons meewerken om de resultaten van het SingleOilCnL-project, gesteund door de Vlaamse overheid, te valideren.

Oplossing: Vermogenselektronica koelen met smeerolie

Onze vernieuwende strategie bestaat erin om het oliecircuit voor de smering van onderdelen ook in te zetten voor de koeling van vermogenselektronica. Zo heb je ten eerste geen apart koelcircuit (met water-glycol als koelvloeistof) nodig, wat de energie-efficiëntie ten goede komt. Ten tweede kan je zo met directe contactkoeling technieken, waarbij de olie rechtstreeks met de verhitte onderdelen in contact komt en deze beter koelt, het vermogen van de motor opdrijven.

We gingen eerst na welk concept het beste resultaat oplevert met gebruik van onze HYPERTHERM toolbox voor Simscape, een softwarepakket dat standaard gebruikt wordt voor het uitwerken van fysieke systemen. We hanteerden een systeemaanpak, rekening houdend met de afhankelijkheid tussen verschillende onderdelen. Zo kun je doeltreffend een geheel van onderdelen onderzoeken, in plaats van component per component te moeten bekijken, wat meer tijdrovend en minder accuraat zou zijn.

Resultaat: 20% lagere temperatuur van motor en elektronica

Na verschillende ontwerp- en testfases, waarbij artificiële intelligentie (AI) een belangrijke rol speelde, kwamen we tot een model waarbij de temperaturen van de motor en vermogenselektronica met 20% verlaagd werden. We gingen specifiek in op de beste opties wat koellichamen betreft, waarbij de resultaten van een innovatief baffle koellichaam het meest veelbelovend waren.

We ontwikkelden ten slotte eveneens een innovatief hydrodynamisch afdichtingsconcept, dat Dana valideerde. Het concept zorgt ervoor dat de rotor werkt als een kleine centrifugale luchtpomp die olie uit de luchtspleet houdt, wat leidt tot 80% minder windvangverlies. Minder windvangverlies betekent minder verlies van vermogen. Met als resultaat: meer kracht voor de elektrische motoren.

Ondertussen kijken we samen al vooruit naar de toekomst, naar de volgende generaties van koelsystemen, zoals olie-immersiekoeling en diëlektrische vloeistofkoeling.

Technologieën

Productie, mechanische componenten & systemen

Voor het optimaliseren van mechanische componenten en systemen, hun prestaties, duurzaamheid en productieprocessen.