Nooit meer tanken met de auto's van NovolectriQ

NovolectriQ is een spiksplinternieuw bedrijf dat volledig past bij de moderne kijk op productontwikkeling. De op 1 januari 2010 opgestarte onderneming richt zich op de ontwikkeling van volledig elektrische aandrijfsystemen voor zowel voer- als vaartuigen. CAD Services ondersteunt de engineering-afdeling.

In samenwerking met CAD Magazine is een artikel geschreven over een nieuw innovatief bedrijf. CAD Services heeft de software geleverd die nodig was om de producten te realiseren. Door Lambert-Jan Koops.

Het zijn inmiddels overbekende thema's: de fossiele brandstoffen raken op, we moeten zuinig zijn op het milieu en duurzaam ondernemen is het ondernemen van de toekomst. Toch zijn er maar weinig bedrijven die zich zo volledig richten op duurzaamheid als NovolectriQ. Technisch directeur Tjerk Jansma denkt dat de tijd er ook helemaal rijp voor is: "De technologische ontwikkelingen zijn zo ver gevorderd dat elektrische aandrijving inmiddels een comfortabel, veilig en duurzaam alternatief is voor conventionele verbrandingsmotoren. Daarbij gaan we een stap verder dan de hybride motoren die momenteel beschikbaar zijn op de consumentenmarkt. Die bevatten weliswaar elektrische componenten die brandstof en het milieu sparen, maar onze technologie gaat een stap verder, onze motoren hebben geen druppel benzine meer nodig."

Technisch onderzoek
NovolectriQ richt zich primair op het ontwikkelen van complete elektrische aandrijfsystemen en de individuele componenten hiervan. Het gaat hierbij om zaken als de elektromotor, de inverter, de Drive Control Unit, DC/AC converters, batterijsystemen, Power Distribution units en Battery Management Systems. Met name de inverter is hierbij belangrijkl. Dit is in een elektrisch voertuig de essentiële component die zorgt voor de verbinding tussen de batterij en de elektromotor. Niet alleen zet de inverter de gelijkspanning van de batterij om in de wisselspanning van de elektromotor, ook gebruikt hij de signalen van de bestuurder (gaspedaal en rempedaal) om de elektromotor juist aan te sturen. 

Alle onderdelen van de elektromotor worden op de onderzoeks- en productielocatie van NovolectriQ in Leeuwarden ontworpen en omgezet in werkende prototypes. "Diepgaand technisch onderzoek en functionaliteitstesting vormen het leeuwendeel van ons werk" legt Jansma uit. "Wij verkopen de licenties van onze producten vervolgens aan autofabrikanten, overheidsorganisaties, conversiebedrijven, leasebedrijven en energieconcerns. Daarnaast doen we zelf ook conversies, waarbij we een verbrandingsmotor vervangen door een volledig elektrische aandrijving. Daarbij leveren we vooral personenbussen en vuilniswagens aan bedrijven en overheden. Deze voertuigen hebben een actieradius van zo'n 150 kilometer, wat voor dergelijke voertuigen meer dan voldoende is."

Elektromotor
Elektromotoren worden onderverdeeld in gelijkstroom- (DC) en wisselstroommotoren (AC). De werking van deze elektromotoren is gebaseerd op elektromagnetisme. De motor bestaat uit een stator en een rotor. Van deze twee is er in elk geval één uitgevoerd als elektromagneet. Afhankelijk van het type motor kan de ander uitgevoerd zijn als permanente magneet, elektromagneet of slechts van magnetisch materiaal gemaakt zijn. Door de krachtwerking van magnetische polen op elkaar, of door inductiewerking, gaat de rotor draaien in de stator.

Sinds de introductie van de elektrische voertuigen zoals, auto's, bedrijfswagens en autobussen, wordt er geëxperimenteerd met een elektromotor die gevoed wordt door brandstofcellen, of accu’s. Op dit moment werkt NovolectriQ met een aantal motoren die het meest geschikt zijn voor onze conversie -en aandrijflijn technologie. Het gaat hierbij om AC-rotatiemotoren in vijf varianten en DC-brushlessmotoren in drie varianten. 

Deze laatste motor, de DC-brushlessmotor, heeft de grootste kans van slagen in de toekomst voor de automotive industrie. De motor voldoet aan bijna alle eisen die deze nieuwe industrie van elektrische mobiliteit vragen: Hoog rendement, laag gewicht en volume, lage kostprijs, geschikt voor massafabricage en breed werkgebied. Om deze reden is dit soort motor het uitgangspunt van de ontwikkeling die NovolectriQ is opgestart.

Globale schetsen
Een van de medewerkers van NovolectriQ die zich intensief bemoeit met de ontwikkeling van de nieuwe elektrotechnologie is development engineer Frans Feijen. Hij werkt aan concepten voor de borstelloze elektromotoren en probeert hierbij bestaande ideeën te verfijnen door het slim engineeren van de magneten en spoelen die voor de aandrijving moeten zorgen. De modellen die Feijen momenteel bouwt in CoCreate Modeling zijn globale schetsen van de motor die alleen maar de basisideeën inzichtelijk maken. "We beginnen met blokken en verfijnen het dan stukje bij beetje," legt de engineer uit. "In eerste instantie tekenen we een lager bijvoorbeeld als een ring, maar daarna bekijken we bijvoorbeeld of hij wel sterk genoeg is. Als dat niet het geval is, dan moeten we natuurlijk het formaat van de lager aanpassen waardoor ook het ontwerp moet worden veranderd. Iets soortgelijks geldt ook voor de as in de motor: die hebben we al wel ingedeeld, maar op basis van eisen die we later stellen passen we deze aan en dus ook de omgeving van de as."

CoCreate Modeling is een zogenaamde explicit modeller die geen parametrische verbanden aanlegt in het model. Feijen werkt al acht jaar met dit intuïtieve pakket en zijn voorgangers en is met name te spreken over de mogelijkheid om relatief snel wijzigingen in het model aan te brengen. "Omdat er geen relaties tussen de onderdelen bestaan, zijn onze aanpassingen in het concept direct aan te brengen en dat is juist in de ontwerpfase bijzonder handig."

Lay-out
Een punt van aandacht bij de motoren die NovolectriQ momenteel ontwikkelt is dat er voor verschillende soorten motoren moeten worden ontworpen, afhankelijk van de vraag of deze een voer- of vaartuig moet aandrijven. "Boten hebben een andere koppel/toeren-kromme dan auto's, ze moeten bij eenzelfde toerental een andere kracht leveren en dat heeft weer consequensties voor de lay-out van de motor. Daarnaast proberen we natuurlijk wel beide soorten motoren zo te ontwerpen dat ze zo goedkoop en efficiënt mogelijk zijn."

Momenteel zitten Feijen en zijn collega's nog echt in de conceptfase van het ontwikkeltraject en het zal ook nog wel even duren voor het eerste prototype klaar is. "We verwachten over één tot anderhalf jaar een fysiek testmodel klaar te hebben. Dat lijkt voor een buitenstaander misschien wel lang, maar vergeet niet dat we hier echt pionierswerk verrichten. Dat betekent dat we grondig moeten nadenken over het concept en niet zo maar lukraak kunnen beginnen met bouwen. Bovendien moeten we straks onze motoren ook kunnen testen en daarvoor ontwikkelen we zelf de testopstelling. Dat kost uiteraard ook tijd."

Meer informatie
Mocht u meer willen weten over CoCreate Modeling, neem dan contact met CAD Services op. Meer over NovolectriQ vindt u op de website van NovolectriQ. Wilt u meer weten over CAD Magazine klik hier. Als u lid worden kunt u dat doen viadeze link.

Terug naar Nieuwsarchief