Sähköajoneuvojen latauskaapeleiden automaattinen testauslaitteisto

Abstract

Diplomityön aiheena oli suunnitella sähköajoneuvojen latauskaapeleiden automaattinen testauslaitteisto. Laitteistolla pyrittiin tehostamaan kaapelien testausta ja samalla parantamaan testauksen turvallisuutta. Laitteella oli tarkoitus testata uusia latauskaapelimalleja sekä kaapeliprototyyppejä. Laitteisto suunniteltiin ennalta määriteltyjen kriteerien pohjalta. Näihin sisältyi sekä standardien mukaisia testejä, että tuotekehityksen kannalta tärkeitä mittauksia. Kaapelin testauslaitteella tuli suorittaa kaapelin testaus kokonaisuudessaan ja täysin automaattisesti. Laitteiston tuli tukea yleisimpiä tasasähkölatauskaapeleita, mutta vaihtosähkökaapeleita ei ollut tarkoitus testata. Tuettujen kaapeleiden tuli kattaa vesiglykoli-, öljy- ja ilmajäähdytteiset. Määritelmien pohjalta suunniteltiin laitteiston sähkö-, pneumatiikka- ja jäähdytyspiirrokset sekä valittava sopivat toimilaitteet testaukseen. Suunnitteluun sisältyi myös mekaniikkasuunnittelua ja yleisten teknisten haasteiden ratkaisemista. Suunnitelmien pohjalta rakennettiin prototyyppi, jolla laitteiston toiminta varmistettiin. Prototyypillä testattiin ensisijaisesti nestekierron toimivuutta kaapelitestauksessa. Testien avulla varmistettiin myös, että työn alussa määritetyt testausparametrit täyttyivät. Laitteisto toimi pääosin odotetusti, mutta jäähdytysjärjestelmän pumpun teho ei aivan yltänyt vaaditulle tasolle. Tämä johtui siitä, että pumppua ei uskallettu käyttää sen nimellisellä kierrosnopeudella, koska nopeuden kasvaessa pumpusta alkoi kuulua normaalista poikkeavaa ääntä. Muuten laitteisto täytti sille asetetut vaatimukset. Kaikkien komponenttien toimintaa ei ehditty varmistaa diplomityön puitteissa. Latauskaapeleiden testauslaitteen kehitystyö jatkuu toimilaitteiden liittämisellä prototyyppiin ja niiden välisen kommunikoinnin varmistamisella, minkä jälkeen siirrytään laitteen ohjelmointiin.

The topic of the master's thesis was to design an automatic test system for electric vehicle charging cables. The equipment was used to improve the efficiency of cable testing and at the same time improve the safety of testing. The device was intended to be used in testing new charging cable models and cable prototypes. The equipment was designed based on predefined criteria. These included both standard compliant tests and measurements important for product development. The cable tester had to be able to test the charging cable entirely and fully automatically. The equipment had to support the most common DC charging cables, but testing AC cables was not possible. The device had to support water-glycol, oil, and air-cooled cables. Based on the definitions, the electrical, pneumatic and cooling schematics of the system were designed, and suitable components for testing selected. The design process also included mechanical design and solving general technical challenges. A prototype was built based on the design to verify the functionality of the system. The prototype was primarily used to test the functionality of cooling system in cable testing. The tests also ensured that the testing parameters defined at the beginning of the project were met. The system functioned mostly as expected, but the cooling system's pump did not quite reach the required performance level. This was because the pump could not be operated at its nominal speed, as it began to emit abnormal sounds at higher speeds. Otherwise, the system met the set requirements. Not all components could be verified within the scope of the thesis. The development of the charging cable tester will continue with connecting all the components to the prototype and ensuring communication between them, after which the programming phase will begin.