https://www.mdu.se/

Denna rapport beskriver det examensarbete som utförts på Calix AB under vårterminen 2013. Calix AB tillverkar värmare för bland annat batteri och kupé till fordonsindustrin. Uppdraget i detta examensarbete var att göra en omkonstruktion på BEV-heatern (Battery Electrical Vehicle) som är en batteri- och kupévärmare till el och hybridfordon. Problemet med den nuvarande konstruktionen är att den bygger på delar från äldre värmare till fordon med förbränningsmotorer, samt att konstruktionen inte är lämplig för produktion i större serier. Krav som Calix AB hade var:

• Integrerat Chassi
• Minimera tryckfall
• Underlätta montering och tillverkning
• Uppfylla standarder satta av fordonsindustrin
• Kunna monteras ”in-line” i fordonet

För att kunna genomföra projektet var vi till en början tvungna att få kunskap om hur den befintliga BEV-heatern fungerar. Efter en utförd förstudie hade vi skapat oss en uppfattning om hur vi skulle gå tillväga för att ta fram en omkonstruktion och hur vi skulle kunna säkerställa att resultatet uppfyller ställda krav. Valet föll på att genomföra flödesanalyser i SolidWorks Flow simulation. För att ha något att jämföra mot utfördes fysiska mätningar på BEV-heatern i Calix ABs testlabb. Med hjälp av mätning från testlabbet samt utförda beräkningar kunde vi jämföra mot flödesanalyser för att fastställa att denna metod fungerar. Resultatet visade att flödesanalyser utförda i Flow Simulation stämmer bra överens med fysiska mätningar och utförda beräkningar.

För att ta fram en ny konstruktion idégenererade vi fram olika lösningar efter ställda krav. Från våra idéer tog vi fram tre olika koncept som vi ansåg vara lämpliga. På dessa koncept utförde vi flödesanalyser för att sedan utvärdera koncepten. Med rekommendationer från oss fick Calix AB välja ut det koncept som ansågs vara det mest intressanta för dem. Efter att ett koncept valts ut påbörjades vidareutvecklingsfasen. I vidareutvecklingsfasen tittade vi mer detaljerat på konstruktionen samt hur ställda krav ska uppfyllas. Det slutgiltiga konceptet blev en lösning där montering i fordonet är flexibel, in och utlopp på värmaren går att montera ”in-line” samt på samma sida. Storleken på omkonstruktionen håller sig inom ramarna för det önskade maxmåttet, där vi även minskade längden med 23,8mm, bredden med 2 mm samt höjden med 37 mm med hänsyn till maxmåtten. Effekten på värmaren höjdes från 3 – 4,5 kW till 6 kW. För att underlätta montering minskades antalet komponenter från 60 till 43, hänsyn togs även till att förhindra felmontering samt minimera komplicerade detaljer vilket höjde monteringvänligheten från 30 % till 39 %. Det bästa sättet att fästa värmaren i fordonet är horisontellt med in och utlopp på samma sida. Detta gav bäst resultat med hänsyn till flöde, värmespridning, uppvärmning och minimerat tryckfall. För att kontrollera utförda flödesanalyser på konceptet jämfördes dessa med flödesanalyser på den befintliga konstruktionen, mätningar från testlabb samt beräkningar på uppvärmning. Vilket visade att omkonstruktionen har en bättre uppvärmningsförmåga samt mindre tryckfall än den befintliga BEV-heatern.