Optimizacija visokonapetostnih vodnikov v električnih vozilih

MELINC, LUKA (author), Zajec, Peter (mentor)

V današnjem svetu računalniške simulacije postajajo ključen del postopka načrtovanja najrazličnejših avtomobilskih komponent, med drugim tudi visokonapetostnih vodnikov. V primerjavi z eksperimentalnim delom so simulacije cenejše, hitrejše, varnejše ter zahtevajo manj človeških virov, zaradi česar se v gospodarstvu vedno pogosteje uporabljajo. Diplomsko delo se ukvarja z razvojem modelov komponent generičnih visokonapetostnih tokokrogov, simulacijami le-teh ter optimizacijo parametrov visokonapetostnih vodnikov, ki med seboj povezujejo gradnike tokokrogov. Predstavljeni so generični modeli gradnikov, ki sem jih uporabil v tokokrogih, simulacije, ki so bile izvedene, ter optimizacija, s katero sem optimiziral parameter preseka, moči izgub ter napetostnega padca na vodnikih, ki so povezovali gradnike simuliranih tokokrogov. Izvedel sem simulacije pri različnih napetostih (400, 600 in 800 voltov), ki so najpogosteje prisotne v današnjih osebnih avtomobilih. Izvedel sem simulacijo ter optimizacijo petih različnih vodnikov, ki posamezna, med seboj različna bremena ločeno povezujejo v visokonapetostno omrežje. Za vsak posamezni vodnik sem pripravil nabor podatkov, na katerih sem nato v programu CAMEO izvedel šest različnih optimizacij zgoraj navedenih treh parametrov. Uspešno je bil razvit sistem za hitro prototipiranje, ki se lahko uporabi za širok nabor visokonapetostnih omrežij v vozilih. S sistemom je možno hitro in enostavno izvajati simulacije v zgodnji fazi snovanja visokonapetostnih vodnikov.

• Language: Slovenian
• Keywords: Simulacija, modeliranje, optimizacija parametrov, visokonapetostna omrežja, tokovodniki, termična zmogljivost
• Work type: Bachelor thesis/paper
• Organization: FE - Faculty of Electrical Engineering
• Year: 2023
• PID: 20.500.12556/RUL-147661
• COBISS.SI-ID: 158417667
• Publication date in RUL: 10.07.2023

Secondary language

• Language: English
• Title: Optimization of high-voltage conductors in electric vehicles

Abstract

In today's world, computer simulations have become a crucial part of the process of designing various automotive components, including high-voltage conductors. Compared to experimental work, simulations are cheaper, faster, safer, and require fewer human resources, which is why they are increasingly used in the industry. The thesis deals with the development of models for generic high-voltage circuit components, the simulations, and the optimization of parameters for high-voltage conductors that connect the circuit elements. Generic models of components used in circuits, simulations performed, and optimization to optimize parameters such as cross-section, power loss, and voltage drop on the conductors connecting the simulated circuits are presented. Simulations were carried out at different voltages (400, 600, and 800 volts, which are commonly present in today's personal vehicles). I performed simulations and optimization for five different conductors that individually connect different loads to the high-voltage network. For each individual conductor, I prepared a dataset on which I then performed six different optimizations of the three formerly mentioned parameters using the CAMEO software. A system for rapid prototyping has been successfully developed, which can be used for a wide range of high-voltage networks in vehicles. The system enables quick and easy simulations in the early stages of designing high-voltage conductors.

• Keywords: Ssimulation, modeling, parameter optimization, high-voltage grid, conductors, thermal capacity