Heavy road transport manufacturers such as Scania are developing new electric vehicles in order to reduce greenhouse gas emissions. These vehicles have many systems which are connected through power electronic converters that introduces ripples into the power system. These ripples excite harmonic resonances in the power system’s passive circuit posing new design challenges. This project addresses the challenge by developing a time-frequency analysis method of measurement data and creating a model for the purposes of ripple estimation. Measurement data is gathered in accordance with standard measurement procedures at Scania. The Short-Time Fourier Transform is then used to perform time-frequency analysis. By multiplying smaller segments of the signal with a window function and applying the Fast Fourier Transform, the frequency-domain components of the signal can be obtained for various timesteps. Series resonances that amplify current ripples were determined to be the main problem. Therefore different subsystems can be modeled as simple series RLC circuits whose component values can be determined from data sheets or estimated. The data analysis indicates that lowering the switching frequency increases the amplitude of any ripples which is worse for the condition of the power system in the long run. It also indicates at what frequencies significant ripples occur which could inform filter design to avoid the issue of harmonic resonances. The model captures the general trends in the frequency and magnitude of the largest ripples absorbed by each subsystem although it does not match the measurement perfectly. In the long term, this model could be further developed to estimate how changes in various components caused by heating while driving may affect the ripples absorbed by the subsystems.

För att minska utsläpp av växthusgaser från tunga vägfordon utvecklar tillverkare som Scania nya elektriska fordon. Dessa fordon har många system som tillförs kraft med hjälp av kraftelektroniska omvandlare vilket leder till rippel i systemet. Dessa rippel leder till nya utmaningar som måste lösas och som har att göra med harmoniska resonanser i det elektriska systemets passiva krets. Det här projektet hanterar både tidsfrekvensanalys av mätningar och modellering för att kunna uppskatta rippel. Mätdata samlas enligt vanliga mätprocedurer på Scania med hjälp av olika mätinstrument. Sedan används korttids-Fouriertransformen för att utföra tidsfrekvensanalys med datan. Genom att multiplicera delar av datan med fönsterfunktioner och sedan använda den snabba Fouriertransformen kan mätdatan delas upp i flera olika strömmar med olika frkevenser för varje tidssteg. Genom diskussioner med anställda på Scania har det fastställts att serieresonanser som förstärker strömrippel är det huvudsakliga problemet. Därför kan man modellera olika delsystem som enkla seriekopplade RLC-kretsar vars komponentvärden kan uppskattas eller avläsas från olika datablad. Sammanalagt kan det konstateras att lägre växlingsfrekvenser hos källan av ripplet leder till rippel med högre magnituder vilket är sämre för olika delsystems hälsa på sikt. Modellen som konstruerats kan fånga vissa trender i hur ripplets magnitud förändrar sig i och med att växlingsfrekvensen minskar hos källan. På sikt skulle denna modell kunna användas för att uppskatta hur byte av olika komponenter påverkar hur mycket rippel absorberas av olika delststem. Dataanalysens resultat kan också användas för att utveckla filter för att undvika att harmoniska resonanser exciteras.