Liikenne sähköistyy kovaa vauhtia. Paljon julkisuudessa olleiden sähköautojen ja -pyörien huomion alle ovat julkisessa keskustelussa jääneet raskaat työkoneet. Laajassa Business Finlandin rahoittamassa hankkeessa pureudutaan raskaiden työkoneiden sähköisen voimalinjan suunnitteluun. Hankkeen tutkimuksellisesta puolesta vastaavat Turun ammattikorkeakoulu ja Lappeenrannan teknillinen yliopisto. Lisäksi mukana on runsaasti yrityksiä. Tutkimusosion kokonaisbudjetti on noin 1,6 milj. euroa.
E3Power-tutkimushanke selvittää työkoneiden akkujärjestelmiä ja sähköistä voimalinjaa kokonaisuutena, käyttäen mallinnuksia, simulointeja ja käytännön testausta. Yhtenä testiympäristönä toimii Turun AMK:ssa rakenteilla oleva sähkökäyttöinen rallycrossauto.
Akkujärjestelmien tutkimuksessa pyritään ymmärtämään paremmin akkujen toiminta ja hallinta ääritilanteissa ja -olosuhteissa, joille raskaat työkoneet altistuvat. Tavoitteena on kehittää ylipäätään aihealueen insinööriosaamista Suomessa, muun muassa digitaalisia suunnittelumenetelmiä, sekä keinoja akkujärjestelmien optimointiin vaihtelevissa olosuhteissa.
Työkoneiden valmistuksen ja liiketoiminnan haasteena ovat pienet tuotantomäärät. Tällöin hyvän ennakkosuunnittelun ja optimoinnin merkitys korostuu.
Työkoneiden sähköisen voimalinjan suunnittelun tekee haastavaksi myös raskaan kaluston eri käyttökohteet ja -olosuhteet: yhtä työkonetta saatetaan käyttää kuumassa kaivoksessa ja toista talvisessa metsässä ilman lämmitys- tai latausmahdollisuutta. Vaikka akkujärjestelmien toiminta ymmärretään kohtuullisen hyvin ideaalisessa käyttöympäristössä, erilaisten ääriolosuhteiden (esim. kennojen vikaantuminen, alhainen akun varaustila, nopea lataus tai mahdollinen tietoturvariski) tunnistaminen ja hallinta vaativat lisätutkimusta.
Suomi pyrkii akkuteknologian kehityksen kärkeen
Liikenteen ja energiatuotannon sähköistyminen asettaa suuria odotuksia akkuteknologialle. Suomi tavoittelee kärkipaikkaa akkuteknologian kehityksessä. Käynnistynyt mittava e3Power-hanke pyrkii nostamaan erityisesti raskaiden työkoneiden sähköisen voimalinjan ymmärrystä ja osaamista. Tätä tarvitaan, sillä Suomessa on merkittävää työkoneiden valmistusosaamista. Työkoneita valmistavia yrityksiä onkin kiinteästi mukana e3Power-hankkeessa.
Turun AMK on panostanut voimakkaasti akkuteknologian osaamiseen viime aikoina mm. akkukennojen ja -moduulien testiympäristöä kehittämällä. Hanke yhdistää Turun AMK:n useiden tutkimusryhmien osaamista liittyen kone-, energia- ja IT-teknologiaan. Lappeenrannan teknillisen yliopiston sähkötekniikan osastolla on pitkät perinteet sähköisten voimalinjojen tutkimuksessa. Tutkimus on kohdistunut mm. erikoissähkökoneisiin, tehoelektroniikkaan, energiavarastoihin sekä järjestelmätason optimointiin ja säätöön. Osaamista on viime aikana kerrytetty myös akun terveydentilan arvioimisesta. Lisäksi LUT-yliopiston konetekniikan osastolta löytyy osaamista akun mekaanisesta kokoonpanosta ja toteutuksesta sekä monikappalemalleista ja rakenteellisen dynamiikan mallinnuksesta.
E3Power-hankekokonaisuuden tutkimuksellisesta osuudesta vastaavat Turun ammattikorkeakoulu ja Lappeenrannan teknillinen yliopisto. Tutkimusosion kokonaisrahoitus on noin 1,6 milj. euroa jakaantuen puoliksi Turun AMK:lle ja puoliksi Lappeenrannan teknilliselle yliopistolle. Yrityksistä Danfoss, Valtra, EDRMedeso ja Akkurate toteuttavat omia rinnakkaishankkeitaan. Lisäksi Proventia, Agco Power, Comatec, Sandvik, Valmet Automotive, Celltech ja ANSYS Inc. tukevat hankkeen tavoitteita muulla tavoin.
