Examensarbete Electric Motors for Vehicle Propulsion

This work is intended to contribute with knowledge to the area of electic motors for propulsion in the vehicle industry. This is done by first studying the different electric motors available, the motors suitable for vehicle propulsion are then divided into four different types to be studied separately. These four types are the direct current, induction, permanent magnet and switched reluctance motors. The design and construction are then studied to understand how the different types differ from each other and which differences that are of importance when it comes to vehicle propulsion. Since the amount of available data about different electric motors turned out to be small a tool was developed to use for collecting data from the sources available which can be for instance product sheets or articles with information about electric motors. This tool was then used to collect data that was used to create models for the different motor types. The created motor models for each motor type could then be used for simulating vehicles to investigate how the specific motor is suited for different vehicles and applications. The work also contains a summary of different electric motor comparison studies which makes it a good source of information during motor type selection in the process of designing an electric vehicle. Sammanfattning Detta arbetet syftar till att bidra med kunskap inom området gällande elmotorer för framdrivning inom fordonsindustrin. Detta görs genom att först studera vilka elmotorer som finns tillgängliga, de motortyper som är lämpliga för fordonsframdrivning definieras som fyra grupper och studeras sedan var för sig. De fyra grupperna av motorer är likström, induktion, permanentmagnet och variabel reluktansmotorer. Konstruktionen av de olika motortyperna studeras för att förstå hur de skiljer sig åt och vilka skillnader som är av betydelse när de skall användas för att driva ett fordon. Eftersom tillgänglig information om de olika elmotortyperna visade sig vara begränsad så utvecklades också ett verktyg för att samla in data från de källor som finns publicerade i t.ex. produktblad eller olika artiklar. Detta verktyg användes sedan för att samla in den data som behövdes för att modellera de olika motortyperna. De framtagna modellerna över varje motortyp användes sedan för att göra simuleringar av fordon för att se hur väl den valda motorn fungerar för en specifik tillämpning och fordonstyp. Arbetet har också sammanfattat information från många olika jämförande studier när det gäller elmotorer för fordon vilket gör att mycket nyttig information finns samlad som kan användas vid valet av motortyp då man utvecklar ett elfordon. v Acknowledgments This work has truly been an interesting journey where I had the privilege to work with something I have had great interest in since way back in time. That electric motors will play a key role in the future of transportation is something I am very convinced in since it is involved in all the probable solutions whether it is battery electric vehicles, hybrid vehicles or fuel cell vehicles. I want to thank my supervisors at LeanNova, Ingrid Sjunnesson and Rudolf Brziak, for giving me this opportunity and for all the help and interesting discussions during the work in Trollhättan. I want to thank my examiner at Linköping University, Mattias Krysander, and my supervisor, Christofer Sundström, for helping me with my questions and for the feedback during the report writing process. Martin Larsson Trollhättan, November 2013