Muunnossähköajoneuvon ajoakuston kiinnitysrakenteen suunnittelu ja mallinnus
Lankinen, Hermanni (2011)
Lankinen, Hermanni
Tampereen ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2011060811481
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2011060811481
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tehtiin toteutussuunnitelma muunnossähköajoneuvon akuston kiinnitysratkaisusta ja tuotettiin tekniset piirustukset valmistusta varten. Työtä tehtiin yhdessä ePorsche-projektitiimin kanssa, jonka tavoitteena on tuottaa vanhasta polttomoottoriautosta sähkökäyttöinen. Tähän projektiin parasta mahdollista ratkaisua etsittäessä syntyi monia erilaisia toteutuksia, joita tutkittiin ja joiden rakennetta paranneltiin ja hiottiin pitkään. Rakenteen lisäksi työssä suunniteltiin komponenttien sijoittelu ja kiinnitystapa kotelorakenteen sisäpuolelle.
Työ alkoi komponenttien paikoittamisella ja niiden ympärille sopivan kiinnitysrakenteen suunnittelulla. Rakenteita oli alussa useita ja materiaalivaihtoehtoja eri osille mietittiin tarkkaan. Työtä tehtiin pääosin tietokoneavusteisen mallinnuksen avulla, jolla rakennetta voitiin tutkia ja muuttaa ilman, että syntyisi suuria tarveainekustannuksia. Tietokoneella suunnitellut mallit tarkastettiin lujuutensa osalta käyttäen saman mallinnusohjelman lujuuslaskentaominaisuutta. Laskennassa esille tulleet heikkoudet pyrittiin poistamaan suunnittelemalla rakennetta paremmaksi niiltä osa-alueilta, miltä osin oli selvästi parannettavaa. Lujuuslaskennan päämääränä oli saavuttaa tasavahva rakenne ilman selvästi muuta rakennetta heikompia kohtia.
Työn tuloksena valmistuivat piirustukset ePorschen akuston kiinnitysrakenteesta ja suunnitelma komponenttien sijoittelusta koteloinnin sisään. Sähköajoneuvokeskuksella toimiva ePorsche-tiimi tulee käyttämään työn tuloksia rakentaessaan akkukotelon prototyyppiä. Prototyyppin valmistuksessa mahdolliset suunnitteluvirheet tulevat esille ja ne voidaan jättää pois lopullisesta versiosta. Lujuuslaskelmat ja piirustukset kiinnitysratkaisusta auttavat myös muunnossähköauton katsastamisessa, sillä katsastajalle voidaan esittää laskelmat rakenteen ja kiinnikkeiden kestävyydestä.
Työ alkoi komponenttien paikoittamisella ja niiden ympärille sopivan kiinnitysrakenteen suunnittelulla. Rakenteita oli alussa useita ja materiaalivaihtoehtoja eri osille mietittiin tarkkaan. Työtä tehtiin pääosin tietokoneavusteisen mallinnuksen avulla, jolla rakennetta voitiin tutkia ja muuttaa ilman, että syntyisi suuria tarveainekustannuksia. Tietokoneella suunnitellut mallit tarkastettiin lujuutensa osalta käyttäen saman mallinnusohjelman lujuuslaskentaominaisuutta. Laskennassa esille tulleet heikkoudet pyrittiin poistamaan suunnittelemalla rakennetta paremmaksi niiltä osa-alueilta, miltä osin oli selvästi parannettavaa. Lujuuslaskennan päämääränä oli saavuttaa tasavahva rakenne ilman selvästi muuta rakennetta heikompia kohtia.
Työn tuloksena valmistuivat piirustukset ePorschen akuston kiinnitysrakenteesta ja suunnitelma komponenttien sijoittelusta koteloinnin sisään. Sähköajoneuvokeskuksella toimiva ePorsche-tiimi tulee käyttämään työn tuloksia rakentaessaan akkukotelon prototyyppiä. Prototyyppin valmistuksessa mahdolliset suunnitteluvirheet tulevat esille ja ne voidaan jättää pois lopullisesta versiosta. Lujuuslaskelmat ja piirustukset kiinnitysratkaisusta auttavat myös muunnossähköauton katsastamisessa, sillä katsastajalle voidaan esittää laskelmat rakenteen ja kiinnikkeiden kestävyydestä.