Electric traction machine design for an E-RWD unit

Dr. Francisco J. Marquez-Fernandez disputerade den 4 april i Lund.
Avhandlingen handlade om att designa en elmaskin till en E-RWD bil, som är en hybrid med eldrivlina på bakhjulen. Hela avhandlingen som fulltext finns här.
Opponent var  Dr. Jörg Merwerth (BMW), som varit mycket aktiv i designen av elmaskinen som BMW använder och själva bygger till batterielbilen i3. Den elmaskinen är det många som är imponerad av [2-4].
Avhandlingsarbetet har b la varit finansierat av Gröna Bilen och Energimyndigheten. Arbetet har haft många industripartners.
Handledare har varit Mats Alaküla och Avo Reinap.
Presentationen och försvaret från Dr. Francisco J. Marquez-Fernandez var mycket intressant och lärorik. 
För att sätta avhandlingsarbetet i ett sammanhang tycker jag att Johan Hellsings omvärldsanalys från 2012 är en bra start [5].
Elmaskiner är en gammal uppfinning [7] och de är en volymsprodukt. Det finns många olika sorters elmaskiner.
Men det flesta elmaskiner är tillverkade för att gå i kontinuerlig drift med ett jämt effektuttag. 
När elmaskiner används i en eldrivlina för en bil så är driftsfallet mycket mer dynamiskt. Det finns också andra hårda krav från fordonsindustrin som låg kostnad tillsammans med hög verkningsgrad, låg tolerans mot fel, god miljötålighet och låg vikt [5].
Alla de här kraven gör att det inte är helt enkelt att bara köpa elmaskiner från den befintliga stora produktionen av elmaskiner.
Det är också så att produktionen av elmaskiner i storleken 10-300 kW inte är så stor i världen [5]. Den totala volymsproduktionen av elmaskiner till hybrider och laddfordon är ungefär lika stor som till all annan användning i den storleksklassen [5].
De kravspecifikationerna, de mindre produktionsvolymer i rätt storleksklass samt strategiska hänsyn har gjort att flera biltillverkare gör sin egna elmaskiner eller tillsammans med andra företag i joint ventures. Toyota och BMW gör t ex sina elmaskiner in-house.
Förra veckan blev det offentligt att Siemens och BAIC tillsammans b la ska tillverka elmaskiner i ett nytt joint venture [6].
Dr. Francisco J. Marquez-Fernandez har i sitt avhandlingsarbete designat, modellerat och experimentellt testat nya elmaskiner.
En elmaskin som blev byggd under arbetet blev till och med testad i en riktig bil.
En viktig slutsats från avhandlingsarbetet är att den viktigaste förutsättningen för en framgångsrik design är att ha en konsekvent uppsättning av specifikationer.
Ofta används i industrin fortfarande ett sätt att beskriva specifikationer som har sitt ursprung för design av industriella maskiner. De elmaskiner har ofta ett jämt effektuttag och har inte ett lika dynamiska driftsfall som i en eldrivlina.
Det var tydligt i avhandlingsarbetet att små förändringar i specifikationen kan  kan leda till betydliga förändringar av designen.
Dr. Francisco J. Marquez-Fernandez presenterar i avhandlingen ett sätt att hantera de dynamiska förhållanden och en metod att designa elmaskiner stegvis.
En viktig slutsats var också att den termiska kapaciteten ofta begränsar elmaskinens prestanda.
Det sista delen av avhandlingen handlar om en ny elmaskinsdesign som gör det möjligt att direkt kyla elmaskinen. Den möjligheten blev också analyserad.
Vi gratulerar Dr. Marquez-Fernandez och önskar honom lycka till i framtiden.
Källor 
[1] Electric traction machine design for an E-RWD unit. Francisco J. Marquez-Fernandez. 2014. Full text länk
[2] More details on BMW’s i3; electric and connected. Green Car Congress. 10 juli 2013. länk
[3]CHALLENGES OF THE PRODUCTION OF ELECTRIC POWERTRAINS FROM THE  PERSPECTIVE OF A PREMIUM CARMAKER. Dr. Frank Möbius. 2013. länk
[4] Film ca 5 min när BMW bygger elmaskin till i3. länk
[5] Omvärldsanalys Teknikgrupp Elektriska Drivsystem. Johan Hellsing. länk
[6] Siemens and BAIC form JV to produce high efficiency electric powertrain systems for NEVs. Green Car Congress. 22 april 2014. länk
[7] Electrical Machine Development: a study of four different machine types from Swedish perspective. Sture Ericsson. Avhandling. länk (ej full text utan bara bibliografiks info).