Konstruktion av 400 V kontaktdon Institutionen för produkt- och produktionsutveckling Chalmers Tekniska Högskola Göteborg 2011-02-09 Projektgrupp Anna Willhammar Nathalie Sundqvist Fredrik Wiborg Sofie Helmersson
2.1 Kartlägg samverkan med kunden under produktens livscykel Spekulant För marknadsföringen är det viktigt att lösningen framställs som säker, både i drift, ifall av olycka och vid service. Det är också av stor betydelse att det går snabbt och enkelt att ta bort kontaktdonet då tidsparametern är av stor vikt. Produktens image ökas ytterligare om intresse kan riktas åt den nya teknologin som lösningen erbjuder. Köpare För kundvärdet är det viktigt att lösningen håller under hela bilens livscykel. Priset ska hållas nere, lösningen får inte bli alltför dyr med hänsyn till tillverkning, material, montering och konkurrens. Lösningen ska indikera om bilen är i säkert läge eller inte. Produkten skall även vara så intuitiv i sin utformning att det ska gå snabbt att förstå hur borttagning går till och om den är säker. Mottagare Det är av stor tyngd att lösningen levereras på överenskommen tidpunkt. För kundvärdet är det även stor betydelse att lösningen uppfyller alla de krav och funktioner som utlovats. Brukare Lösningen skall under hela sin livstid i bilen vara underhållsfri. Produkten skall allstå inte slitas ut eller behöva smörjas. Vid montering skall produkten inte kräva för mycket resurser i form av tid, pengar eller material. Inte heller tillverkningen ska vara för komplex eller tidskrävande. Avveckla Då produkten ska vara lätt att avveckla och återvinna är materialval samt utformning viktiga parametrar att ta hänsyn till. Materialen som används skall vara så miljövänliga som möjligt. Om olika sorters material används ska de vara lätta att separera ur återvinningssynpunkt. Det är även bra om antalet komponenter är så få som möjligt för underlättad sortering. 2.2 Kartlägg produktens miljöpåverkan under produktens livscykel Produktens miljöpåverkan kan delas in i tre huvuddelar, tillverkning, användning och avveckling. Den högsta belastningen på miljön kommer ske under tillverkning och avveckling. Det är alltså där det finns störst möjlighet att minska produktens miljöpåverkan sett ur den totala livscykelns perspektiv. För att tillverkningen skall vara så miljövänlig och energieffektiv som möjligt är materialvalet samt tillverkningssättet avgörande. Det är viktigt att eventuella restprodukter går att återanvända i så stor utsträckning som möjligt. När produkten är placerad i bilen skall den vara underhållsfri. Vilket medför att produktens miljöpåverkan i denna fas är näst intill obefintlig. Den skall hålla under hela bilens livslängd och inte behöva bytas ut på grund av slitage. För att avveckling skall vara så miljövänlig som möjligt är det önskvärt att materialen som använts är återvinningsbara. Olika material och komponenter skall vara lätta att separera så att alla delar kan tas till vara och återanvändas. 2
2.3 Klassificering av funktioner Pilen ger en tydlig bild av hur kundvärdet ökar med produktens olika funktioner. Huvudfunktionerna har som uppgift att öka produktens prestanda och möta kundens behov medan tilläggsfunktionernas ska göra produkten mer attraktiv och konkurrenskraftig med kvalitetshöjande egenskaper. Däremot är de oönskade funktionerna något som kan undvikas för att underlätta för kunden och därmed öka kundvärdet ytterligare. Funktioner som hjälper huvud och tilläggsfunktionerna kallas stödjande funktioner. Dessa bidrar ej själva med någon kundvärdesförändring utan fungerar endast som stöd till de funktioner som så gör. Då arbetet med kontaktdonet inte har avancerat till lösningsstadiet specificeras ej de stödjande funktionerna ännu. Figur 1: Klassificering av funktioner 3
Huvudfunktionerna presenteras i en tabell där de delas in i undergrupper och görs mätbara. Funktion Mått Sort Värde Tid Borttagning Sekunder < 5 Förståelse Sekunder < 10 Driftstid År 10 Säkerhet Borttagning Ampere och Volt 0 Borttagning Isolerat 1 kv Strömlöst Indikering Synlig Utan verktyg Borttagning Verktyg 0 Tabell 1: Huvudfunktionernas mätbarhet Borttagning Hand 1 2.4 Analysera produktens position på S-kurvan Trots att den första fungerande elbilen kom redan i slutet av 1800-talet så är det först på senare år som efterfrågan på högspänningskontaktdon för elbilar har uppstått. Olika sorters kontaktdon har funnits länge men kontaktdon för elbilar är fortfarande en ny företeelse. Därför befinner sig kontaktdon till elbilar på begynnelsestadiet på S-kurvan. Kontaktdonet med skruvinfästning Den prototyp till kontaktdon som Volvo använder i sin prototypbil kräver skruvinfästning. Kontaktdonets fastsättning på batteriet görs genom att en torxskruv skruvas fast. Skruven håller sen med hjälp av en styrklack kontaktdonet på plats. Denna lösning gör dock att det är krångligt och svårt för servicepersonal och räddningstjänst att ta av och sätta på. Vid en olycka är tidsåtgången dessutom ett problem, det tar alldeles för lång tid. Ett annat problem är att det även krävs verktyg i form av en torxnyckel, något som räddningstjänsten inte har tillgång till vid akuta utryckningar. Detta leder till att en säker borttagning av kontaktdonet är komplicerad att genomföra. Kontaktdon med säker borttagning För att kontaktdonet ska bli säkrare krävs en vidareutveckling så att det blir enklare och snabbare att avlägsna kontaktdonet från batteriet. Det är viktigt att inga verktyg krävs vid avlägsning och att avlägsningen är intuitiv och okomplicerad. Vid en olycka ska det inte uppstå några frågetecken kring hur borttagningen ska ske eller huruvida strömmen är bruten. 4
Värd e Figur 2: S-kurva som visar var i utvecklingsstadiet kontaktdon till elbilar befinner sig. Tid Den första S-kurvan visar var Volvos prototyp befinner sig medan den andra S-kurvan visar var det säkra kontaktdonet befinner sig på kurvan. Då kontaktdon till elbilar fortfarande befinner sig i begynnelsestadiet ligger störst fokus på att förbättra produktens huvudfunktioner. Det är sen mycket av kurvan det inte går att säga något om då det ligger i framtiden. 5