抽象背景由于过去十年的技术进步,电动汽车市场已迅速扩展,关键的推动力是开发具有更高能量密度,更快充电速度和寿命更长的高性能电池。建筑设备行业在电气化方面面临着独特的挑战,包括高功率需求,延长的运营时间以及最少的停机时间。为了应对这些挑战,沃尔沃建筑设备正在调查电池交换系统解决方案,该解决方案允许快速换台,减少停机时间和与机器的脱钩寿命。这项研究的目的是设计用于电池交换系统的电池组,同时回答以下研究问题:RQ1:在设计用于建筑设备的电池组时,电池模块,机架和辅助系统的哪种配置可实现最高的能量密度?rq2:设计电池模块,机架和辅助系统以实现用于施工设备的电池组的最高能量密度时,应考虑哪些因素?方法这个项目遵循Ulrich等人的有限版本。的(2019)产品开发过程,重点介绍了电池交换系统的概念开发和系统级设计。采用了一种归纳研究方法,从访谈,文献,文件和会议中收集了定性和定量数据,以对项目挑战产生整体理解。使用诸如前向和向后滚雪球之类的技术,使用多个数据库中的相关关键字进行了结构化文献审查。数据分析方法(包括对话分析)被用来构建和分析收集的数据,确保通过三角测量确保有效性和可靠性,并与沃尔沃的专家进行交叉引用。实证研究是通过基准测试和案例研究进行的,从内部文档和与产品开发人员进行沟通的规格和定性见解提供了定量数据。这些发现构成了迭代概念生成过程,强调了在早期阶段探索各种可能性的重要性。结论设计过程涉及评估先前的电池组解决方案,这些解决方案在预定义的约束中工作,例如使用特定的外壳,内部开发的电池模块,辅助组件,同时满足一组利益相关者的需求。由于电池组有新的内部布局,因此也开发了一些支持电池模块的辅助组件和一个支撑电池模块的机架。这导致了一个概念电池组,从理论上讲,其能量密度比以前的电池组解决方案高30%。提出的解决方案使沃尔沃建筑设备能够通过在给定约束内最大化存储容量来提供更长的运行时的机器和提高生产率。关键字:电池交换,电池组,产品开发,概念生成,建筑设备,设计,电池模块布局。
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