NUVE-LAB
NUVE-LAB on ainutlaatuinen energiatehokkaiden, autonomisten ja nollapäästöisten työkoneiden ja muiden ajoneuvojen tutkimus- ja kehitysympäristö.
Kohti hiilineutraaleja, autonomisia työkoneita
NUVE-LAB tarjoaa työkonevalmistajille ympäristön tutkia ja kehittää hiilineutraaleja, autonomisia työkoneita. Kehitämme tapoja korvata perinteinen, fossiilisia polttoaineita käyttävä polttomoottori ekologisemmilla vaihtoehtoilla. Samalla tutkimme menetelmiä, joiden avulla laitteiden energiatehokkuutta voi parantaa esimerkiksi edistämällä niiden autonomisuutta.
NUVE-LAB on avoin kehitysympäristö, joka tarjoaa yrityksille ja tutkimuslaitoksille erinomaisen alustan ilmastonmuutoksen vaikutusten torjumisessa tarvittavien kestävien tekniikoiden tutkimiseen.
Vahvuutemme on mahdollisuus luoda työkoneen lopullisen käyttöympäristön mukainen testausolosuhde Vehicle in the Loop -simulointimallien avulla.
Tekninen erityisosaamisemme
Teknistä erityisosaamistamme ovat
- testausosaaminen, ajotapahtuman kokeelliset mittaukset laboratoriossa sekä todentaminen kenttäolosuhteisessa
- ajotapahtuman tiedonkeruu (anturointi) ja mallintaminen sekä datan analyysi ja käsittely
- voimalinjan energiatehokkuuden arviointi
- ajotapahtuman reaaliaikainen simulointi
- sähköisten ohjausjärjestelmien kehitysosaaminen
- mallintaminen, digitaalinen kaksonen
Ympäristö on mitoitettu enintään 65 tonnia painaville ja 1,2 MW:n tehoisille liikkuville työkoneille ja ajoneuvoille. Järjestelmän ytimen muodostavat 4-pyörä aktiividynamometri sekä siihen liitetty VIL (Vehicle In the Loop) -virtuaaliympäristö, johon kehitettävän työkoneen lopullinen käyttöympäristö voidaan mallintaa. VIL-laajennus mahdollistaa työkoneiden kehittämisen ja testaamisen lopullista käyttöympäristöä vastaavissa kuormitusolosuhteissa.
Näin palvelumme toimii
Yhteydenotto
Ota yhteyttä henkilökuntaamme.
Tarpeenne läpikäynti
Läpikäymme tarpeenne ja selvitämme vaihtoehdot yhteistyön toteutukselle
– tutkimushanke
– maksullinen palvelu, jonka hinta määräytyy käyttötarpeiden mukaan
Aikataulutus
Suunnittelemme toteutusaikataulun.
Projektin käynnistäminen
Käynnistämme projektin
Kyvykkyydet
NUVE-LAB -tutkimus- ja kehitysympäristömme tarjoaa tutkimus-, kehitys- ja testausmahdollisuuksia henkilöautoista raskaisiin hyötyajoneuvoihin. Se on suunniteltu palvelemaan energiatehokkaiden ja autonomisten ajoneuvojen tutkimusta ja kehitystä.
Laboratorioomme on rakennettu Vehicle in the Loop kytkentä (VIL), joka mahdollistaa työkonetekniikan tutkimuksen lopullisia käyttöolosuhteita vastaavassa kuormitusympäristössä. Moderni laboratoriomme auttaa kehittämään ajoneuvoja, jotka vastaavat tulevaisuuden markkinavaatimuksia.
NUVE-LAB huomioi toiminnassaan kestävän kehityksen mukaiset tavoitteet ja vastuullisen toiminnan
NUVE-LAB mahdollistaa kattavan valikoiman erilaisia, aitoja toimintaympäristöjä vastaavia kuormitusolosuhteita. Laitteiden testaus eri toimintaympäristöjä varten on mahdollista toteuttaa samassa paikassa, ilman ylimääräisiä siirtoja ja niistä aiheutuvia resurssi- ja ympäristövaikutuksia.
NUVE-LABin kehittämistä on ohjannut visio ekologisesta, taloudellisesta sekä sosiaalisesti kestävästä tutkimusympäristöstä, jossa digitaalinen simulaatioympäristö mahdollistaa kattavasti laitteistojen ja koneiden testauksen ennen aitoihin olosuhteisiin siirtyvää testausta.
Digitaalisten kaksosten validointi- ja kalibrointimittauksilla tuemme ohjelmistopohjaisen simulaatiokehityksen hyödyntämistä. Simulaatiotestauksella vähennetään koneiden siirtelyä fyysisesti paikasta toiseen, millä on suora vaikutus mm. hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen. Simulaatiot myös mahdollistavat erilaisten testien ja kuormituskokeiden toteutuksen laaja-alaisesti vähentäen lopulliseen fyysiseen testaukseen tarvittavien toistojen ja variaatioiden määrää.
Digitaaliset ratkaisut osana kestävän kehityksen ja puhtaan siirtymän edistämistä ovat myös osa Euroopan Unionin vihreän siirtymän mukaista kaksoissiirtymää. NUVE-LAB tukee siirtymää kohti energiatehokkaita, autonomisia ja nollapäästöisiä ajoneuvoja sekä työkoneita.
Alustadynamometrimme on napakiinnitteinen. Napakiinnityksellä ajoneuvon ja dynamometrin välinen kytkentä on 100 %, jolloin luistoa tai muita vierintähäviöitä ei esiinny. Napakiinnitys on paras dynamometriratkaisu ajoneuvon, sekä käyttäjän ja asiakkaan turvallisuuden, että mittaustarkkuuden ja mittaustulosten luotettavuuden kannalta. Aktiivisella dynamometrillä voimme emuloida esimerkiksi ylä- ja alamäkiajoa. NUVE-LABissa voit määrittää erilaisia ajotilanteita ja työkiertoja hyödyntämällä mallinnettua todellista työympäristöä, jossa työkonetta tullaan lopulta käyttämään.
Suorituskyky
| Suurin nimellisteho | 1200 kW |
| Suurin nimellisteho per pyörä | 300 kW |
| Suurin vääntömomentti (0-100 rpm) | 25 000 Nm, 10/2024 alkaen 100 kNm/rengas |
| Kierrosalue | 0-2000 rpm |
Liitännät
| Akseliväli | 1,3 m – 7,4 m |
| Liitäntäleveys | 1,8 m – 5 m |
| Testattavan ajoneuvon akselin korkeus | 600 mm – 1200 mm |
| Voimanottoakselin korkeus | 600 mm – 1200 mm |
Ajoneuvon mitat ja paino
| Kokonaispaino | 65 tonnia |
| Maksimipituus | 12 m |
| Maksimileveys | 3,5 m |
| Maksimikorkeus renkaiden kanssa | 4,2 m |
Dynamometrin on pääosin rahoittanut Euroopan aluekehitysrahasto Mobilab-projektissa.
Huhtikuusta 2024 alkaen NUVE-LABissa otetaan käyttöön akkuemulaattori.
Se mahdollistaa sähköisten voimansiirtoratkaisujen ja työkoneiden tutkimuksen ja varmentamisen ilman todellisia ajoakkuja. Akkuemulaattorin keskeinen etu on, että erilaisten voimalinjaratkaisujen tutkimus ja tekninen varmennus on mahdollista jo konseptivaiheessa. Akkuemulaattori auttaa määrittämään tarvittavan akun kapasiteetin ilman kalliiden akkupakettien virheinvestointeja. Lisäksi tämä innovatiivinen järjestelmä mahdollistaa pitkät, jatkuvat järjestelmän luotettavuuskokeet ja turvallisen vikaolosuhteiden mallinnuksen ilman onnettomuusriskiä vikatilanteiden testeissä.
Sisällytety simulointimallit mahdollistavat seuraavien emuloinnin:
- Akut, akkumoduulit, akkupaketit ja akkujärjestelmät
- Polttokennot, polttokennostakit ja polttokennojärjestelmät
- 400–800 V akkuyksiköt
- Kaikki ajoneuvojen DC-virtalähteet
Teknologia
- Kaksisuuntainen tasavirta (DC) virtalähde säädettävällä jännite/virtadynamiikalla ja keskeytymätön nollaylitys välittömään vaihtoon latauksen ja purkauksen välillä.
Teho
- Yhteensä 1000 kW jatkuva kuormitus kahdelle riippumattomalle kanavalle, mahdollistaen kahden erillisen moottorijärjestelmän syöttämisen, vastaava kahden akselin ajoon raskaassa ajoneuvossa.
Lähtöjännite
- 10 – 1000 V
- Resoluutio: 16 bittinen tarkkuus
- Vasteaika: < 5 ms
- Sisältäen jännitehäviökorjauksen, tunnistuskaapeleilla lähellä testattavaa laitetta (DUT)
Lähtövirta
- ± 1000 A
- Ohjaustarkkuus: 16 bittinen tarkkuus
- Virran nousuaika: t90: ≤ 5 ms
- Taajuushäiriö: < 0,1 % ef. FS
- Vasteaika: < 5 ms
Ohjausmallit
- Pysyvä jännite (CV)
- Pysyvä virta (CC)
- Pysyvä teho (CP)
- Dynaaminen akun käyttäytymisen simulointi MATLAB/Simulinkin avulla ulkoisesta ohjausjärjestelmästä (esim. reaaliaikainen simulointiympäristö)
- Purettava käyttäytymisdata todellisista testiajoista
NUVE-LAB on varustettu kattavalla mittausjärjestelmällä ja tehoanalysaattorilla, jotka mahdollistavat mm. hyötysuhdekarttojen (torque/rpm) tuottamisen sähköisestä voimalinjasta ja siihen kuuluvista komponenteista.
Rakennamme parhaillaan kyvykkyyttä todentaa työkoneen voimalinjan energiatehokuutta jo konseptitasolla. Toteutuksen avulla pystymme testaamaan myös yksittäisiä isoja sähkömoottoreita. Valmiudet tulevat olemaan käytettävissä 2024 aikana.
Lokakuusta 2024 alkaen NUVE-LAB:ssa otetaan käyttöön korkeatehoinen taajuusmuuttaja, joka sopii korkeatehoisten sähkömoottoreiden ohjaamiseen tuotannossa. Tämä muuttaja mahdollistaa sähkömoottoreiden ja niiden kuormien tutkimisen ja todentamisen käyttäen akselia ja dynamometriä järjestelmätasolla. Taajuusmuuttajan merkittävimpiä etuja on, että erilaisten sähkömoottorien kehitys ja todentaminen voidaan tehdä ennen sarjatuotantoa ja niiden hyötysuhteet voidaan mitata ja laskea ennalta konseptivaiheessa. Tämä edistyksellinen järjestelmä mahdollistaa pitkät, jatkuvat, ennalta ohjelmoitavat järjestelmän luotettavuuskokeet, jotka kestävät yli vuorokauden, mukaan lukien vaihtelevat kuormitukset, kiihdytysrampit ja turvallinen vikamallinnus.
Taajuusmuuttaja mahdollistaa seuraavien ohjaamisen:
- Korkeavääntöiset kestomagneettimoottorit, hiiliharjattomat lyhyet piirimoottorit ja synkroniset reluktanssimoottorit (SynRM)
- Moottoritehot jopa 1100 kW, vakiovirta 1050 A ja huippukäynnistyksen virta jopa 1300 A
- Ilma- tai nestejäähdytysmoottorit
- Ennalta ohjelmoitavat järjestelmätestit, mukaan lukien hätäpysäytystestit
Teknologia
- Kaksisuuntainen taajuusmuuttaja, jolla on ajamis- ja jarrutustoiminto sekä tehon palautus takaisin verkkoon
- Lähtötaajuus säädettävissä 0-300 Hz: iin, mikä mahdollistaa suuren moottorinopeuden vaihtelun
- Moottorin ohjaus, jossa suora vääntömomentin ohjaus (DTC)
- Vääntömomentin ohjausnousuajat: Avoin silmukka < 10 ms nimellisväännöllä, Suljettu silmukka < 5 ms nimellisväännöllä
- Sisäänrakennettu turvajärjestelmä, mukaan lukien turvallisen vääntömomentin pois (STO) -järjestelmä, EtherCAT- ja CAN-kenttäväylät
Teho
- Yhteensä 1100 kW jatkuvaa kuormaa, 1300 kW lyhyellä aikavälillä, kuten käynnistyksessä
Lähtövirta
- ± 1050 A nimellinen, + 1300 A enintään 10 sekunnin ajan, +35 ° C:ssa
NUVE-LAB tullaan varustamaan laitteistoilla, jotka mahdollistavat vety- ja biokaasukäyttöisten voimalähteiden ja työkoneiden tutkimisen. Valmiudet rakennetaan 2025 loppuun mennessä.