Termisk optimering av elektrisk drivlina i en Formula Student-bil

Abstract

Syftet med kandidatarbetet var att termiskt optimera en elektrisk drivlina i en Formula Student-bil. Projektet berör två komponenter i bilen, batteriet och radiatorn. Batteriet undersöks eftersom det har saknats en dedikerad kyllösning i tidigare års bilar och görs genom att förbättra luftflödet genom batterilådan. I radiatorns fall handlar det om att undersöka möjligheten att optimera konstruktionen för att minska vikten samtidigt som värmeöverföringsförmågan förbättras eller förblir densamma, eftersom den som används i nuläget är en inköpt komponent som inte är anpassad för bilen. Optimeringen gjordes genom att iterativt ändra och utvärdera nuvarande konstruktioner. För att göra det möjligt har CAD-verktyget Siemens NX använts vid skapandet av nya modeller för både radiator och batterilåda. Modellerna har sedan simulerats med hjälp av simuleringsverktyget Ansys Discovery. Vid modellering och simulering har modeller och data hämtats från Chalmers Formula Student. Resultatet visar att det går att förbättra luftflödet för batterilådan genom att ändra på utformningen av de interna väggarna mellan segmenten, men även antalet inloppshål. Hos radiatorn finns det utvecklingspotential med den inköpta radiatorn för att minska vikten samtidigt som värmeöverföringsförmågan hålls densamma eller förbättras. Konstruktionen går att göra mer kompakt, vilket innebär en lägre total materialmassa och förbättrad värmeöverföring per massa, men med samma totala värmeöverföring.