Övergången till elektriska drivlinor – så hänger du med

Samarbeta med andra, skaffa en egen nisch och anpassa dig till förändringarna. Det är några viktiga faktorer för att skapa förutsättningar för en bra omställning vid övergången till elektriska drivlinor.

Fordonsindustrin står inför stora förändringar, både i Sverige och omvärlden. Men hur förbereder man sig för en omställning till något som ingen vet exakt hur det kommer att se ut? Och hur ska en sådan process organiseras? Här ger aktörer inom fordonsindustri och forskning sina bästa råd. Samtliga är samarbetspartners i det Vinnova-finansierade projektet Nästa generations drivlineproduktion, som projektleds från Högskolan i Skövde.

Även om ingen vet idag hur snabbt omställningen kommer att ske så är alla överens om att den kommer och att det gäller att vara förberedd.

Frank Johansen på Leax Group uppmanar till förberedelser.

– Jag tror att det är ganska bråttom för de som inte är inne i det att fundera på: Finns det någon plats för mig i det här? säger Frank Johansen, Vice President New Business & Innovation på Leax Group.

Han menar att det är viktigt att försöka förstå sin egen situation, vilka kärnkompetenserna är i det egna företaget och vad som behövs i framtiden.

– Man behöver ha en strategi: förstå hur omvärlden och affärsmöjligheterna ser ut och våga ta klivet in i det nya, fortsätter Frank.

En enorm omställning

Skiftet från förbränningsmotorer till andra drivlinor är en enorm omställning i sig. Det handlar om att lösa problem med batterikapacitet, energilagring och utbyggnad av laddningsstationer, men också om hur fordon ska se ut i framtiden.

– Den här omställningen har långtgående konsekvenser. Det är inte bara att slita ut en förbränningsmotor och byta ut, utan man kan börja tänka på fordon på helt andra sätt. Elmotorn behöver till exempel inte placeras som en förbränningsmotor, säger fordonsforskare Mikael Wickelgren på Högskolan i Skövde.

– Det är en ny bransch med nya tekniker, mindre dimensioner och en annan typ av tillverkningsprocess, säger Tomas Johansson, manufacturing technology manager, MTM, för automation inom Volvo Powertrain.

Det behöver inte vara svårare att tillverka en elektrisk motor, snarare tvärtom eftersom det är färre rörliga komponenter och färre komponenter totalt och det ges större valfrihet i var drivlinan placeras. En skillnad är att det troligen kommer att behövas stora tillverkningsserier, eftersom en förbränningsmotor kan komma att ersättas av flera elmaskiner.

– Det kan vara smartare att ha flera små elmaskiner som kan konfigureras i antal till den prestanda kunden efterfrågar, säger Tomas Johansson.

Gör en omvärldsanalys

För den som vill slå sig in på elmotormarknaden är det viktigt med en ordentlig omvärldsanalys, menar Martin Andersson, ansvarig för AFRYs verksamhet för tillverkande industri i Skövde.

– Man behöver hänga med i tiden, ha örat mot rälsen och vara uppdaterad. Följa med i den politiska och globala debatten.

Lars Tööj, industriell utvecklare på IDC West Sweden AB, ser omställningen till elektriska drivlinor som en stor möjlighet för leverantörer som vill ta sig in på en ny marknad.

– Den som skaffar sig kompetensen har en jättemöjlighet att bli en framtida leverantör för komponenter och produkter, men även för tjänster.

Här kan IDC kan vara med och stötta, bland annat genom mötesplatsen ASSAR Industrial Innovation Arena i Skövde, där IDC tillsammans med Högskolan i Skövde och Science Park Skövde bygger upp en nod för tillverkning av elektriska drivlinor.

Fredrik Karlsson på Volvo Cars i Skövde menar att anpassningsförmågan är avgörande för att lyckas.

Fredrik Karlsson, teknologiprojektledare på Volvo Cars i Skövde, menar att det viktigaste för leverantörer som vill lyckas med övergången är förmågan till anpassning.

– Man behöver kunna visa att man är konkurrenskraftig, har bra kvalitet och bra produkter och kan visa att man även kan agera globalt.

En annan viktig ingrediens för att lyckas är tvärfunktionell samverkan

– Om man är ensam i det här blir man inte stark. Den gemensamma tillgången på kompetens kommer att vara viktig. Man behöver bygga noder, säger Leif Pehrsson, vd för IDC West Sweden AB.

Ett exempel på en samarbetsarena är det testlaboratorium som har byggts upp i Skövde inom ramen för projektet Nästa generations drivlineproduktion, där olika lösningar testas, både fysiskt och virtuellt, för att förbereda för en rekonfigurerbar produktion.

Testlabbet finns i Assar Industrial Innovation Arena i Skövde.

– Det är oerhört viktigt att vi kan samarbeta med varandra och dra nytta av varandras styrkor. Till exempel kan en underleverantör som är duktig på sitt område ta med sig det in i labbet, säger Fredrik Karlsson på Volvo Cars.

En annan aspekt kring samverkan är försörjningskedjan, där det kan finnas stora möjligheter att bygga vidare på befintliga strukturer.

– Företagen kan jobba vidare på det och se om det finns möjlighet att samordna transporter till exempel, säger Leif Pehrsson på IDC.

Bygga skalbart

För att snabbt kunna ställa om till nya drivlinor krävs också en maskinpark som är omställningsbar och flexibel. Ett råd från Martin Andersson på AFRY är att bygga skalbart och investera i en flexibel dellösning till att börja med, istället för att skapa ett stort komplett system från början.

– Även om det ofta på ett sätt blir billigare med en större engångsinvestering så är det bättre att reducera investeringar genom att bygga skalbart och börja med de kritiska hjärtprocesserna och mata dem på traditionellt vis initialt.

Här kommer även testlabbet in, där det finns möjlighet att prova olika lösningar.

– Det är viktigt att kombinera utveckling i datormiljö med fysiska tester. Det är olika typer av kunskap, säger Leif Pehrsson på IDC, som menar att det även behövs stöttning från politisk nivå för att Sverige ska kunna ligga i framkant.

– Man behöver stödja uppbyggnaden av labbmiljöer, bland annat. Man behöver ju en fysisk miljö för att samverka. Vi behöver se till att svensk produktion är internationellt konkurrenskraftig.

Läs mer i projektets informationsfolder

Klicka på bilden för att öppna foldern som PDF

Skaffa rätt kompetens

En annan faktor som är betydelsefull för att lyckas är att rätt kompetens finns, inte minst om elektriska komponenter.

– Befintliga leverantörer måste skifta fokus och bygga kompetens inom de unika produkter som tillkommer på en elektrisk drivlina, säger Fredrik Karlsson på Volvo Cars.

Tomas Johansson på Volvo Powertrain betonar vikten av att hitta sin egen nisch.

– Det finns många som kan det här. Ta inte för stora steg! Man får nischa in sig och bli bra på det man gör. Det är inte lätt, man måste hitta något som är lite smartare och bättre.

Även företag som redan har erfarenhet av elektronik och tillverkning av elmotorer kan behöva ny kompetens anpassad till de speciella situationer som uppstår när elmotorn placeras i ett fordon.

– De kanske får tänka om på fordonsbranschens kravbild. Ska du sätta en elmotor i en bil eller en lastbil är det annat än i ett fläktrum, det kan behöva vara en lite bättre produkt som klarar vägens skakningar och så vidare. Det är inte bara att komma ut och säga att man kan göra elmotorer, säger Tomas Johansson.

Pontus Fyhr, projektassistent vid Lunds Tekniska Högskola, betonar vikten av att på djupet förstå de komponenter och det system som ska levereras.

– Det är väldigt viktigt att man förstår ingående hur materialet beter sig, till exempel vilken effekt bearbetning har på materialets magnetiska egenskaper. Eller i delsystem, som effekterna av excentricitet i elmaskinens rotor och hur denna kan minimeras utan att introducera ytterligare virvelströmsförluster.

För den som vill få djupare förståelse kring elektromobilitet kan det finnas möjlighet till kurser vid Lunds Tekniska Högskola framöver.

– Vi är öppna för att diskutera med olika leverantörer, både fritt och att formera projekt för att fördjupa och hjälpa till att ta fram lösningar inom området, säger Pontus Fyhr.

Förutom kunskap kring elektromobilitet, produktionskännedom och produktkännedom kan det även behövas kompetensutveckling inom digitala lösningar och artificiell intelligens, AI. Högskolan i Skövde erbjuder bland annat kurser inom simulering, virtuell driftsättning och människa-robotsamarbete genom virtuella verktyg.

– Det handlar om digitala verktyg, om artificiell intelligens och uppkopplade produktionsresurser, som till exempel robotar, maskiner och truckar, säger Tehseen Aslam, lektor i automatiseringsteknik vid Högskolan i Skövde.

Vid Jönköping University har flera kurser utvecklats tillsammans med små och medelstora företag i regionen inom produkt-och produktionsutveckling, bland annat inom föränderlig och konfigurerbar produktion.

– Varje kurs är baserad på projektarbeten som gör att vi jobbar med deltagarnas egna utmaningar. Det ska ge ett faktiskt resultat på företaget, säger Carin Rösiö, universitetslektor vid Avdelningen för Industriell produktutveckling, produktion och design vid Tekniska Högskolan i Jönköping, där flera nya kurser inom automation, underhåll och agil produktionsutveckling startar till hösten.

När du vill vidareutbilda dig

Här finns utbudet vid Högskolan i Skövde

Kurserna som ges av Jönköping University hittar du här

Så funkar det – en elmotor till skillnad från förbränningsmotor

I elmotorn omvandlas elektrisk energi till rörelseenergi genom att ett roterande magnetiserande fält reagerar med ett magnetfält som genererar ett vridmoment. Motorn består av en rörlig del, rotorn (b), och en fast del, statorn (a), som båda har kärnor av järn.

Strömmen från batteriet till motorn regleras av växelriktaren, som reglerar strömamplitud och fas efter förarens begäran från gaspedalen. I växelriktaren omvandlas batteriernas likström till den växelström som driver motorn. En elmotor kan leverera högt vridmoment från stillastående.

Bild ur Electromobility: Materials and Manufacturing Economics av Pontus Fyhr https://portal.research.lu.se/portal/en/publications/electromobility(3075eae3-0e2e-4554-bd1b-a1625c057f88).html.

Elmotorn har betydligt högre verkningsgrad än förbränningsmotorn. Det är minimala förluster av den energi som tillförs – till skillnad från bensinmotorn, vars verkningsgrad typiskt är mellan 30% och 40%. Resten av energin försvinner ut i form av värme.

EU kräver sedan 1/1 2017 att alla elmotorer som har en effekt mellan 0,75 och 375 kW (2, 4 och 6-poliga) håller minst energieffektivitetsklass IE3. Från 1/7 2021 gäller det 2,4,6 och 8-poliga motorer inom effektspannet 0,75-1000 kW. Då går det inte heller längre att uppfylla kraven genom att använda varvtalsreglerare. Se mer information här: https://www.energimyndigheten.se/energieffektivisering/jag-ar-saljare-eller-tillverkare-av-produkter/produktgrupper-a-o/produkter/elmotorer/

Det här styr främst elmaskiner som används inom industrin, fordonsbranschen har generellt högre ambitioner än så.

Projektet Nästa generations drivlinor finansieras av Vinnova. Projektet drivs från Högskolan i Skövde och partners är IDC West Sweden AB, LEAX GROUP AB, Lunds universitet, Tekniska Högskolan i Jönköping, Volvo Lastvagnar Aktiebolag, Volvo Personvagnar Aktiebolag och Afry.