Eduki publikatzailea

Ibilgailu elektrikoaren potentzia-bihurgailuen hozte-sistemak hobetzeko ekarpenak

Doktoregaia:
Itxaso Aranzabal Santamaria
Urtea:
2019
Zuzendaria(k):
Iñigo Martinez de Alegría
Deskribapena:

Gaur egun, epe laburrean, auto tradizionalak ordezkatzeko aukerarik onena ibilgailu elektrikoa dela aurreikusten da. Hala ere, aurreikuspena baikorra izan arren, oraindik asko dira garatzeko dauden faktoreak; izan ere, ibilgailu elektrikoen egungo stock-a, zirkulazioan dauden bidaiarien ibilgailuen guztizkoaren% 0.2 besterik ez da. Zentzu honetan, faktore teknologikoei dagokienez, ibilgailu elektrikoari dagokion teknologiaren eraginkortasuna hobetu behar da. Ibilgailu elektrikoari loturiko potentzia-bihurgailuetan, korronte-dentsitate handitan lan egiten duten erdieroaleak erabiltzen dira. Korronte altuak direla medio, handitu egiten dira gailu erdieroale horietan gertatzen diren galerak, eta ondorioz, potentzia-erdieroaleak berotu egiten dira. Moduluen efizientzia eta fidagarritasuna ziurtatzeko, beharrezkoa da hozte-sistema eraginkor eta egoki bat aukeratzea. Tesi honetan, potentzia-bihurgailuen moduluen hozte-metodoak berrikusi, eztabaidatu eta soluzio berriak proposatuko dira. Gainera, potentzia-moduluen erdieroaleen integrazioan (packaging, ingelesez) eta mihiztatze-teknologia ezberdinen diseinuan ematen ari diren etorkizuneko joeren berrikuspena egingo da. Horrela, potentzia-moduluaren eroankortasun termikoa hobetzeko, erresistentzia termiko murrizteko eta ondorioz baimendutako gehienezko korrontea handitzeko eman behar diren urratsak azaleratuko dira. Bestalde, aire-girotu sistema bateko ohiko elementuetatik abiatuta (kondentsadore, konpresore, hedapen balbula), lurrun-konpresio zikloan oinarritutako likido hozte-sistema baten garapen esperimentala egingo da. Garapen honen bitartez, egoera-aldaketan oinarritutako hozte-metodoen aplikazio eraginkorrari buruzko analisia egitea posible izango da. Izan ere, orain arte, egoera-aldaketan oinarritutako hozte-sistemetan egindako ikerketak, bero-transferentzia koefizientea, presio-galera eta bero-fluxu kritikoaren (CHF, Critical Heat Fluxe) karakterizazio esperimental eta iragarpen teorikoan oinarritu izan dira, baina, egoera-aldaketaren teknologia, potentzia-moduluen hozte-sistemetan nola aplikatu behar den argibide gutxi eman da. Azkenik, aurretik garatutako potentzia-bihurgailu horren hozte-sistemaren eraginkortasuna aztertzeko eta hobetzeko baliagarria den FEM (Finite Element Method) simulazio eredu sinplifikatu bat aurkeztuko da. Eredu honek, materialen parametro eta propietateen arabera, bihurgailuaren portaera termikoaren analisi azkarra egitea ahalbidetuko du. Alde batetik, kontuan izan behar da FEM ereduak simulatzea konplexua dela (erabiltzailearen aldetik eskatzen duen espezializazio maila altua, fisika ezberdinak eredu berean aztertzearen ondorioz sortutako karga konputazional handia) eta simulazioak egiteko beharrezkoa den denbora gehiegizkoa izaten dela normalean. Hori dela eta, tesian garatutako ereduan, egoera-aldaketa fenomenoarekin lotutako fisikaren konplexutasuna sinplifikatuko da, esperimentalki lortutako bero-transferentzia koefiziente uniformea baldintza gisa erabiliz.