Fotografi av Samuel Kärnell

Samuel Kärnell

Biträdande universitetslektor

När dieselmotorerna i mobila arbetsmaskiner ersätts av elmotorer bör hydraulsystemen anpassas till nya krav och möjligheter som elektrifieringen medför. I min forskning undersöker jag hur denna anpassning kan göras.

Elektrifiering av arbetsmaskiner

Få har missat den pågående elektrifieringen av personbilar, men det är inte bara personbilar som är under omställning utan samma sak gäller även för tyngre fordon såsom kranbilar, hjullastare och grävmaskiner. Jämfört med personbilar så är dessa maskiner betydligt mer energikrävande eftersom de utför arbeten utöver persontransport. Dessutom förväntas batterierna ofta räcka hela arbetsdagar. De blir därmed stora, tunga och dyra. Men det finns hopp.

Ovan nämnda maskiner, som ofta benämns mobila arbetsmaskiner, utför i regel sina arbetsuppgifter med hjälp av hydraulsystem. Hydraulsystem används då de erbjuder hög effekttäthet samtidigt som de är robusta och driftsäkra. Ett traditionellt hydraulsystem består principiellt av en pump som levererar flöde, vilket fördelas via ventiler till hydraulcylindrar och hydraulmotorer. Flödet får dessa att röra på sig och arbetsuppgifter blir utförda. I mobila applikationer har pumpen i regel drivits av en förbränningsmotor men nu när förbränningsmotorer byts ut mot elmotorer uppstår nya förutsättningar – både ekonomiskt och tekniskt.

Tidigare har energibesparingar endast gett utslag i form av minskade bränslekostnader. För batteridrivna maskiner kan dock energibesparingar också minska inköpskostnaden eftersom batterierna står för en väsentlig del av den. För till exempel lastbilar är också minskad vikt av stor betydelse eftersom systemvikten begränsar den tillåtna lastvikten. Det är alltså av stort intresse att investera i hydraulsystemet för att få ner energiförbrukningen och därmed kunna minska batteristorleken.

Publikationer

2025

Samuel Kärnell, Liselott Ericson (2025) Ripple Chambers in Multi-Quadrant Pump/Motors JFPS International Journal of Fluid Power System, Vol. 18, s. 17-21 (Artikel i tidskrift) Vidare till DOI
Fabian Lagerstedt, Samuel Kärnell, Marcus Rösth, Liselott Ericson (2025) Potential of Hydraulic Waste Heat Recovery for Cabin Comfort The 19th Scandinavian International Conference on Fluid Power, SICFP'25 (Konferensbidrag) Vidare till DOI
Fabian Lagerstedt, Samuel Kärnell, Marcus Rösth, Liselott Ericson (2025) Modeling and Simulation of a Direct Heat Recovery System for Cabin Heating in Battery-Powered Mobile Machines Proceedings of the 16th International Modelica&FMI Conference, s. 931-938 (Konferensbidrag) Vidare till DOI
Fabian Lagerstedt, Samuel Kärnell, Marcus Rösth, Liselott Ericson (2025) Analysis of Opportunities for Integrated Thermal Management on Battery Powered Mobile Machines Advancements in Fluid Power Technology: Sustainability, Electrification, and Digitalization: Proceedings of the Global Fluid Power Society PhD Symposium 2024, s. 323-337 (Konferensbidrag) Vidare till DOI
Samuel Kärnell, Artur Tozzi de Cantuaria Gama, Liselott Ericson (2025) Control of Multi-Pump Systems Proceedings of the ASME 2025 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, Artikel DETC2025-164506 (Konferensbidrag) Vidare till DOI

Undervisning

Jag är kursansvarig för TMHP51 - Hydrauliska servosystem. Man kan också råka ut för mig i följande kurser:

  • TMHP02 – Fluidmekanisk systemteknik
  • TMHP06 – Fluidmekanisk systemteknik, avancerad kurs
  • TMMS21 – Mekatronik
  • TMMI13 – Hydraulik och pneumatik
  • TMPM06 – Projektkurs avancerad - Mekatronik
Det händer också att jag ibland får för mig att sjunga om relaterade ämnen:
http://www.youtube.com/@SamuelKarnell

Kollegor vid avdelningen Fluida och mekatroniska system (FLUMES)

Nyheter

Organisation