Sähköautojen lämmönhallinta kuntoon – tutkijat kehittävät tehokasta jäähdytysjärjestelmää moottoreille
Tavanomaiset autojen moottoreiden jäähdytysmenetelmät soveltuvat huonosti sähköautojen moottoreihin. Akatemiatutkija Payam Shams Ghahfarokhi selvittää tutkimuksessaan öljysuihkujäähdytysjärjestelmän käyttöä suuritehoisille sähköautoille.
Shams Ghahfarokhin tutkimassa öljysuihkujäähdytyksessä järjestelmä jäähdyttää suoraan sähkömoottoreiden kiinteitä osia, staattorin käämityksiä ja roottorin osia, öljysuihkulla, mikä parantaa lämmönpoiston tehokkuutta verrattuna perinteisiin jäähdytysmenetelmiin, kuten ilma- tai nestejäähdytykseen. Myöskään ylikuumenemisen vaaraa ei ole.
Öljysuihkujäähdytysjärjestelmä on vielä vähän tutkittu menetelmä sähköautojen moottoreiden lämmönhallintaan.
– Tutkimuksemme tavoitteena on luoda standardoitu lähestymistapa tehokkaan öljysuihkujäähdytysjärjestelmän suunnitteluun. Tutkimus edistää seuraavan sukupolven sähköautojen lämmönhallintajärjestelmien kehittämistä, Shams Ghahfarokhi sanoo.
“Tavoitteenamme on nostaa sähköajoneuvojen lämmönhallinta uudelle tasolle”
Shams Ghahfarokhi on selvittänyt akatemiahankkeessaan perusteellisesti öljysuihkujäähdytysmenetelmän käyttöä sähkömoottoreissa. Hanke käynnistyi vuonna 2023.
Tällä hetkellä tutkijat testaavat menetelmää empiirisesti ja mittaavat lämmönsiirtokertoimia öljysuihkutusjäähdytyksestä. Lisäksi he kehittävät matemaattisia malleja jäähdytystehokkuuden ennustamiseksi.
Testivaiheen jälkeen edessä on enää järjestelmän viimeinen vaihe, eli optimointi ja validointi.
– Arviolta parin vuoden sisällä sähköautojen moottoreiden täysin validoitu öljysuihkutusjäähdytysjärjestelmä on valmis, Shams Ghahfarokhikertoo.
Shams Ghahfarokhin mukaan tutkijoiden pitkän aikavälin tavoitteena on nostaa Tampereen yliopisto alan johtavaksi tutkimuskeskittymäksi. Tämä tapahtuisi perustamalla yliopistoon huippuyksikkö, joka kehittää seuraavan sukupolven jäähdytysteknologiaa.
– Pyrimme nostamaan sähköajoneuvojen lämmönhallinnan uudelle tasolle, jotta menetelmämme otetaan käyttöön maailmanlaajuisesti. Edistämme jatkuvaa innovointia ja kehitystä vahvistamalla entisestään yhteistyötä pitkäaikaisten teollisuuskumppaniemme kanssa, Shams Ghahfarokhi sanoo.
– Tämän yhteistyön kautta tutkimus voi tuottaa käytännön ratkaisuja, jotka hyödyttävät sekä yrityksiä että kuluttajia. Tällä tavoin mullistavat tieteelliset löydöt muuttuvat konkreettisiksi edistysaskeliksi, jotka vievät meitä kohti kestävämpää ja tehokkaampaa sähköistä liikennettä, hän jatkaa.
Tutkimus tukee liikenteen sähköistymistä
Shams Ghahfarokhin akatemiatutkimus tukee monin tavoin kestävää kehitystä: tehokkaampi lämmönhallinta parantaa sähköautojen suorituskykyä, pidentää komponenttien käyttöikää, vähentää materiaalien tarvetta ja laskee päästöjä.
Tutkimus edistää myös ympäristöystävällisempien, pitkäikäisempien ja energiatehokkaampien sähköautojen kehittämistä. Tämä auttaa luomaan kestävämmän liikenteen ekosysteemin, tukemaan siirtymää puhtaampaan liikenteeseen sekä pienentämään liikenteen hiilijalanjälkeä.
Lisäksi hanke tukee liikenteen sähköistymistä ja sähköautoteollisuuden siirtymistä pienikokoisempiin, tehokkaampiin ja suorituskykyisempiin moottoreihin.
– Esimerkiksi optimoimalla moottoreiden suunnittelua tuotantokustannukset laskevat ja energiahukka pienenee, Shams Ghahfarokhi sanoo.
Tutkimus toteutetaan sähkömekaniikan tutkimusryhmässä Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa. Tutkimusta rahoittaa Suomen Akatemia.
