Hoppa till huvudinnehåll
Search
Menu
Electric car with powertrain and power connections closeup. Blue toned.
Foto: Adobe Stock

Mot nollutsläpp 3D-printade elektriska motorlindningar i koppar

Detta projekt syftar till att skapa och utvärdera effektivare motorkonstruktioner med förbättrade fältfaktorer och minskad miljöpåverkan genom att utnyttja additiv tillverkning. Detta möjliggör högre motoreffektivitet och längre livslängd jämfört med dagens teknik, vilket leder till 5-10% lägre koldioxidavtryck för elmotorer.

Detta Z-3D-Windings-projekt syftar till att förändra tillverkningen av elektriska motorlindningar med hjälp av avancerad additiv tillverkning (AM) genom att utvärdera de tekniska utmaningarna och miljöpåverkan av processen. 

Dessa mer flexibla konstruktioner som kan göras med AM bör i) minska vissa harmoniska förluster i motorerna, ii) skapa effektivare utrymmesutnyttjande för koppar i motorn, iii) möjliggöra effektivare och inbyggd kylning, iv) öka motorernas effekt/effektivitet, v) förbättra motorernas återvinningsbarhet efter livslängden. Detta projekt syftar till att öka hastigheten för denna innovation att användas på marknaden för elfordon, vilket resulterar i förbättrad prestanda och hållbarhet. 

Närmare bestämt förväntas AM-användning för elmotorer öka motorns effektivitet genom att utvinna mer vridmoment (effekt). Vårt mål är att nå 40-50% högre effekt, vilket innebär 3-5% högre effektivitet utöver den nuvarande effektiviteten (cirka 90-92%). Problem eller behov som projektet kommer att ta itu med: 

Problem 1: Kopparns reflekterande egenskaper kräver specialiserad tryckutrustning och begränsar användningen av laserbaserad AM-teknik. Åtgärder: Utformning av höggeometriska lindningar och additiv tillverkning av dessa utformningar av lindningar som har högre fältfaktorer jämfört med traditionella konstruktioner (över 80 % från 35-50 % traditionella traditionella lindningar). Utskrift av komplexa AM-lindningar med densiteter över 99 % och elektrisk ledningsförmåga över 95%. 

 

Problem 2: Den grova ytan på den tryckta kopparn kan skapa punkter för värme- och elproblem. Åtgärd: Ändring av ytkvaliteten på koppardelar som tillverkats genom pulverbäddsfusion (minska ytjämnheten St till under 40 µm) 

Problem 3: Isolermassa runt kopparn - hur denna nya typ av lindning bäst kan isoleras. Åtgärder: Isolera med en rad olika metoder, och karaktärisera sedan dessa småskaliga motordelar ( motorettes) för att fastställa deras prestanda och genomförbarhet. 

Problem 4: Konstruktionen och hur denna förhåller sig till de nya motorernas prestanda. Åtgärder: Mäta den procentuella ökningen av fältfaktorn med ett mål på 3-5% ökning av motor efektivitet. 2 av 18 FFI Nollutsläpp Mot nollutsläpp 3D-printad Energimyndigheten koppar elektriska motorlindningar 19 mars 2024 Z-3D-Windings FFI Fordonsstrategisk Forskning och Innovation | www.vinnova.se/ffi 

Problem 5: Förstå de nya motorernas miljöpåverkan och hur de nya produkterna är anpassade med de fastställda reglerna för produktkvalitet inom EU-länderna. Åtgärder: Förstå viktiga indikatorer i produktionskedjan, använda feedback från alla medlemmar i värdekedjan, och skapa en programvara för att övervaka regelverk (Clever Compliance AB).

Sammanfattning

Projektnamn

(Z-3D-Windings)

Status

Pågående

Region

Region Stockholm

RISE roll i projektet

koordinator

Projektstart

Varaktighet

3 år

Total budget

8 MSEK

Partner

Kungliga Tekniska Högskola (Production Department), Scania CV AB, Xylem Water Solutions AB, Clever Compliance AB, Nils Malmgren AB

Finansiärer

Energimyndigheten FFI

Projektmedlemmar

Bidrar till FN:s hållbarhetsmål

7.Hållbar energi för alla
Stacy Trey
CAPTCHA

* Obligatoriskt Genom att skicka in formuläret behandlar RISE dina personuppgifter.

Saeed Khademzadeh

Kontaktperson

Saeed Khademzadeh

Forskare

+46 10 722 32 34

Läs mer om Saeed

Kontakta Saeed
CAPTCHA

* Obligatoriskt Genom att skicka in formuläret behandlar RISE dina personuppgifter.

Relaterat

Projekt

Skräddarsydda kompositer för värmestyrning av e-motorer

Elektrifieringen av transportsektorn ses som en av lösningarna för att förverkliga en minskning av växthusgaser. Målet med detta projekt är att utveckla nya polymerformuleringar för två tillämpningar inom elmotorer: omslutning av …
Event

Additiv tillverkning för reparationer och underhåll i produktion

Upptäck hur 3D-printning kan skapa en mer flexibel och effektiv produktion! Delta i vårt insiktsseminarium och hör hur företag i regionen har använt additiv tillverkning för att stärka sin konkurrenskraft genom innovativa lösninga…
Event

Effekter av additiv tillverkning i produktion

3D-Action 2.0 arrangerar en serie inspirerande seminarier både online och fysiskt. Detta tillfälle är en workshop där små och medelstora företag får möjlighet att inspireras av hur Volvo Cars Torslanda använder additiv tillverknin…
Tjänst

DiSC: Digitala försörjningskedjor genom additiv tillverkning

Additiv tillverkning (AM) öppnar upp helt nya möjligheter för tillverkande företag inom olika branscher. Vill du utforska hur ditt företag kan nyttja additiv tillverkning för att skapa en behovsstyrd produktion, närmare dina kunde…
Tjänst

Tester för branddetektions­system avsedda för motorrum

Tester enligt SP Metod 5320 - Detektionssytem i motorrum.
Tjänst

Förståelse av kolofonium: Konsekvenser för produktsäkerhet

Kolofonium, även känt som rosin, är en samling hartssyror som naturligt förekommer i extraktivämnen från tall, gran och lärkträd. Eftersom tallolja är en vanlig biprodukt från kokningsprocessen av trä, hamnar kolofonium i stor uts…
Projekt

Funktionella och avancerade isolerings- och energihöjnings- / lagringsmaterial

Användar-driven testbädd för utveckling, provning och upp-skalning av innovativa material för byggnadens skal som bidrar till att uppnå nära-nollenergibyggnader (nZEB), RISE kommer att stödja iClimaBuilt pilotlinjer när det gäller…
Tjänst

Design och optimering av plast- och kompositmaterial för batterier

Det är viktigt att välja kompatibla polymerer som tål metallsaltlösningar eller starka syror/baser beroende på batterisystemet. Vi kan hjälpa till i denna process genom att ge råd och testa polymerernas kompatibilitet under en rad…