Modulaarisen sähkövoimalinjapaketin ja konfigurointityökalun suunnittelu ja toteutus raskaan kaluston sovelluksiin

Thumbnail Image

Files

master_Jyrkkiö_Olli_2025.pdf (3.2 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Engineering | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-11-19

Department

Major/Subject

Mechatronics

Mcode

Degree programme

Master's programme in Mechanical Engineering
Konetekniikan maisteriohjelma
Magisterprogrammet i maskinteknik

Language

fi

Pages

62

Series

Abstract

This thesis presents the design and implementation of a modular electric powertrain kit and a configuration tool for working machine and heavy-duty machinery applications. The objective was to reduce the need for case specific engineering and shorten delivery times by developing a solution based on clearly defined, interchangeable components. The work is motivated by the accelerating electrification of heavy equipment and the resulting demand for flexible and customizable electric powertrain solutions. The methodology was based on systematic product development principles. The project proceeded from requirements definition through concept development, structural simulations, component layout design, and the construction of a physical prototype. In parallel, a Python- and Excel-based configuration tool was developed to support sales and engineering by proposing technically compatible component combinations based on user defined requirements. The tool relies on a centralized component database and enables efficient comparison, selection, and preliminary quotation generation. The results include a functional, serviceable, and visually demonstrative modular powertrain kit whose components can be replaced without significant modifications to the wiring harness or cooling system. The configuration tool proved effective in accelerating technical decision making and clarifying customer specific requirements. This study enhanced the understanding of designing modular electric powertrain systems and established a foundation for future development, including expanding component coverage and improving data automation.

Tässä diplomityössä suunniteltiin ja toteutettiin modulaarinen sähköinen voimalinjapaketti sekä sitä tukeva konfigurointityökalu työkoneiden ja raskaan kaluston sovelluksiin. Työn tavoitteena oli vähentää tapauskohtaiseen suunnitteluun liittyvää työtä ja lyhentää toimitusaikoja kehittämällä ratkaisu, joka koostuu selkeästi määritellyistä, vaihtokelpoisista komponenteista ja niiden välisten rajapintojen yhtenäistämisestä. Taustalla vaikuttaa raskaan kaluston kiihtyvä sähköistyminen ja siitä seuraava tarve joustaville, asiakaskohtaisesti muokattaville voimalinjaratkaisuille. Menetelminä hyödynnettiin systemaattisen tuotekehityksen periaatteita. Työ eteni vaatimusten määrittelystä konseptien kehittämiseen, rakenteellisiin simulointeihin, komponenttien sijoitteluun ja lopulta fyysisen prototyypin valmistukseen. Samanaikaisesti kehitettiin Python- ja Excel-pohjainen konfigurointityökalu, jonka tehtävänä on tukea myyntiä ja suunnittelua ehdottamalla teknisesti yhteensopivia komponenttikokoonpanoja käyttäjän syöttämien vaatimusten perusteella. Työkalu hyödyntää keskitettyä komponenttitietokantaa ja mahdollistaa sekä vaihtoehtojen vertailun että alustavien tarjousten nopean muodostamisen. Tuloksena syntyi toimiva, helposti huollettava ja visuaalisesti havainnollinen voimalinjapaketti, jonka komponentit ovat vaihdettavissa ilman merkittäviä muutoksia johtosarjaan tai jäähdytysjärjestelmään. Konfigurointityökalu osoittautui käyttökelpoiseksi välineeksi teknisen päätöksenteon nopeuttamiseen ja asiakkaiden vaatimusten täsmentämiseen. Työ paransi ymmärrystä modulaaristen sähköisten voimansiirtojärjestelmien suunnittelusta ja loi perustan ratkaisun jatkokehitykselle sekä laajemmalle komponenttikattavuudelle.

Description

Supervisor

Vepsäläinen, Jari

Thesis advisor

Hakala, Heikki

Keywords

sähköinen voimalinja, modulaarisuus, raskas kalusto, konfigurointityökalu, sähköistys, työkone, hydrauliikka

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202512169324

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG