미드 드라이브 모터에 전문적인 테스트 벤치가 필요한 이유
크랭크 사이 바텀 브래킷에 장착된 미드 드라이브 모터는 고성능 전기 자전거의 주요 아키텍처입니다.. 보쉬 같은 브랜드, 시마노 단계, 바팡, 및 Tongsheng은 250W~750W 범위의 Pedelec용 미드 드라이브 형식을 표준화했습니다., 고성능 전기자전거와 경량 전기 오토바이는 동일한 기본 아키텍처로 1~5kW 범위로 확장됩니다..
허브 모터와 달리, 미드 드라이브 유닛은 자전거의 기존 기어 변속기를 통해 작동합니다., 토크 감지 만들기, 열 관리, 효율성 테스트가 더욱 복잡해졌습니다.. 드라이브트레인 변수에서 모터 및 컨트롤러 성능을 분리하려면 섀시 롤러나 현장 테스트가 아닌 전문 테스트 벤치가 필수적입니다., 형식 승인에 필요한 재현 가능한 데이터 생성, OEM 자격, 지속적인 품질 관리.
미드 드라이브 모터 아키텍처 및 테스트 고려 사항
미드 드라이브 테스트의 차이점
미드 드라이브 모터는 허브 모터 또는 산업용 모터 테스트에서 찾을 수 없는 특정 테스트 벤치 문제를 제시합니다.:
- 통합 토크 센서: 대부분의 미드 드라이브 장치에는 페달 보조 제어용 크랭크 토크 센서가 내장되어 있습니다.. 테스트 벤치는 토크 입력 신호를 복제하거나 페달 보조 로직을 우회하여 모터에 직접 명령을 내려야 합니다.
- 높은 감속비: 모터 샤프트는 3,000-6,000rpm으로 작동하고 출력 샤프트는 (체인링) 60~120rpm으로 작동. 테스트 벤치는 이를 출력 측에 수용하거나 모터 샤프트에 연결해야 합니다.
- 컨트롤러 통합: 모터 컨트롤러는 일반적으로 모터 하우징에 내장되어 있습니다. 테스트 벤치는 배터리 단자에만 연결됩니다.
- 출력 시 좁은 속도 범위: 출력 샤프트 테스트 (체인링에서) 저속이다 / 높은 토크 - 모터 샤프트 테스트와 다른 토크 센서 범위 필요
- 열감도: 냉각 표면이 제한된 소형 모터 하우징은 지속적인 부하에서 열 포화가 빠르게 발생함을 의미합니다. 열 테스트가 중요합니다.
두 가지 테스트 벤치 구성
모터 샤프트 구성: 테스트 벤치 동력계를 모터의 내부 샤프트에 직접 연결하십시오. (감속기 전). 고속에서 모터 단독 성능 테스트 / 낮은 토크. 분해 또는 특수 어댑터 포트가 필요합니다.. 모터 효율에 대한 최고의 측정 정확도 제공.
출력축 구성: 체인링 출력에 테스트 벤치를 연결합니다. (감속기 후). 전체 모터를 테스트합니다. + 저속 기어박스 시스템 / 높은 토크. 이는 생산 테스트 및 형식 승인을 위한 보다 일반적인 구성으로, 모터가 자전거와 인터페이스하는 방식과 일치합니다..
모터 샤프트와 모터 샤프트를 비교하는 다이어그램
미드 드라이브 모터에 대한 주요 성능 테스트
1. 연속 토크 및 전력 테스트
EN 15194를 준수하는 전기자전거용 (250여, 25 km/h 제한), 모터는 정격 연속 출력을 유지해야 합니다. 30 열 제한을 초과하지 않고 분. 고출력 모터용 (750W–5kW), 중국 GB 표준은 열 검증 전 정격 토크에서 연속 지속 시간을 지정합니다..
테스트 절차:
- 출력 샤프트 테스트 장치에 모터 장착
- 배터리 시뮬레이터를 모터 컨트롤러 입력에 연결 (정격 전압)
- 컨트롤러 신호 또는 토크 입력 시뮬레이션을 통해 모터에 정격 속도를 명령합니다.
- 부하동력계를 통해 정격토크 적용
- 다음을 위해 달려라 30 분; 로그 권선 및 하우징 온도 30 초
- 테스트 종료 시 온도 상승이 절연 등급 제한을 초과하지 않는지 확인하세요.
2. 피크 토크 테스트
경량 전기 오토바이 분류용 (GB/T 미만 36979), 피크 토크 테스트 기간은 다음과 같습니다.:
- 전기 자전거 모터 (4kW 이하): 최대 토크 지속 30 최소 초
- 가벼운 전기 오토바이 모터 (4-11kW): 최대 토크 지속 60 최소 초
하중 동력계는 다음 범위 내에서 응답하고 하중을 적용해야 합니다. 2 테스트 시작 초. 미드 드라이브 모터의 최대 토크 값은 일반적으로 다음과 같습니다. 80 N·m ~ 250 출력축에서 N·m (감소 후), 모터 샤프트에서 15–50 N·m에 해당.
3. 출력축의 효율성 MAP
출력 샤프트의 미드 드라이브 모터에 대한 효율 MAP은 모터의 결합 효율을 포착합니다. + 내부 기어박스. 테스트 포인트는 현실적인 라이딩 범위를 포괄합니다.:
| 속도 (출력축 rpm) | 토크 범위 (N·m) | 나타냅니다 |
|---|---|---|
| 40-60 | 20-80 | 도시 사이클링, 평평한 도로 |
| 60-90 | 40-120 | 보통의 지원, 약간의 그라데이션 |
| 30–50 | 80–200 | 가파른 오르막, 풀 어시스트 |
| 80-120 | 10-40 | 고속 저보조 크루즈 |
잘 설계된 미드 드라이브 장치의 최고 시스템 효율성 (모터 + 변속 장치) 최적의 작동 지점에서: 80-88%. 이는 내부 기어박스 손실로 인해 모터 단독 효율보다 낮습니다. (일반적으로 5~12%) 포함되어 있다.
4. 열 지도 및 경감 테스트
소형 하우징의 미드 드라이브 모터는 지속적으로 가파른 경사를 오르는 부하에서 열 한계에 빠르게 도달합니다.. 열 경감 테스트는 온도가 상승함에 따라 컨트롤러가 어떻게 전력을 감소시키는지 특성화합니다.:
- 적용하다 120% 출력축의 정격 부하
- 모터 하우징 온도와 컨트롤러 출력 전력을 기록할 때마다 10 초
- 컨트롤러가 열 부하 감소를 시작할 때까지 계속 (출력 전력 감소)
- 정격감소 임계값 온도 및 정격감소율 기록 (% °C당 전력 감소)
- 경감 곡선이 컨트롤러 사양과 일치하는지 확인
5. 무부하 속도 및 드래그 토크
모터의 내부 드래그 토크 (전력이 공급되지 않은 상태에서 출력 샤프트에서 측정됨) 보조 장치 없이 페달을 밟을 때 드라이브트레인 손실을 특성화합니다.. 수동 모드의 라이더는 페달링 저항이 증가하는 것을 경험합니다. 이는 프리미엄 전기 자전거 브랜드의 핵심 품질 매개변수입니다..
드래그 토크 테스트: 모터가 배터리에서 분리됨, 정격 출력 속도에서 동력계에 의해 회전되는 출력 샤프트. 저항 토크 측정. 목표: <0.5 프리미엄 유닛의 경우 N·m, <1.5 경제적인 미드 드라이브 모터의 경우 N·m.
테스트 벤치 사양: 미드 드라이브 모터 시리즈
| 매개변수 | 사양 |
|---|---|
| 모터 출력 범위 | 150 승 - 5,000 W 연속 |
| 출력축 속도 범위 | 0 – 200 rpm |
| 출력축 토크 범위 | 0 – 500 N·m |
| 토크 센서 정확도 | ±0.1%FS |
| 전력 분석기 정확도 | ±0.2% (컨트롤러에 대한 DC 입력) |
| 모터 성능 분석기 | 전기 같은 + 기계적 동시 캡처 |
| 토크 센서 유형 | 반응 토크 (플랜지 장착, 저속에서는 슬립 링이 필요하지 않습니다.) |
| 배터리 시뮬레이터 | 24 뷔 - 72 다섯, 0 – 50 양방향 |
| 온도 채널 | 8 열전대 입력 |
| 페달 보조 신호 시뮬레이션 | CAN 또는 아날로그 신호 주입 (컨트롤러에 따라 다름) |
| 규정 준수 | 안에 15194, GB/T 36979, GB/T 34660 |
품질 관리: 라인 끝 (단종) 테스트
비욘드 R&D 검증, 미드 드라이브 모터 테스트 벤치는 생산 품질 관리에서 중요한 역할을 합니다.. 줄 끝 (단종) 테스트 벤치는 짧은 승인 테스트를 통해 각 모터를 실행합니다. (일반적으로 5~15분) 공장에서 나오기 전에:
- 무부하 실행: 비정상적인 소음을 확인합니다., 진동, 또는 현재 추첨 (베어링 결함, 와인딩 반바지)
- 정격 부하점: 단일 대표 작동 지점에서의 효율성 및 온도 상승
- 피크 토크 확인: 컨트롤러 전류 제한 및 모터 무결성을 확인하기 위한 간단한 피크 토크 적용
- 드래그 토크 확인: 허용오차 내에서 무동력 항력 측정
- 자동화된 합격/불합격: 허용 한계와 비교한 모든 매개변수; 보고서가 생성되고 모터 일련 번호에 바코드 연결됨
미드 드라이브 모터용으로 잘 설계된 EoL 테스트 벤치는 8시간 교대당 30~60개의 모터를 처리합니다..
자주 묻는 질문
미드 드라이브 모터 테스트 벤치에서 허브 모터도 테스트할 수 있나요??
예, 다른 커플링 어댑터 사용. 허브 모터는 액슬 플랜지를 통해 토크 센서에 연결됩니다., 미드 드라이브 모터는 출력 샤프트 스프로킷 또는 체인링 인터페이스를 통해 연결됩니다.. 많은 제조업체가 동일한 베이스 벤치에서 두 모터 유형을 모두 테스트합니다., 제품군 간 어댑터 전환.
테스트 벤치에서 페달 보조 입력을 어떻게 시뮬레이션합니까??
대부분의 미드 드라이브 컨트롤러는 토크 센서 신호를 받아들입니다. (크랭크에서) 그리고 속도 신호 (케이던스 센서에서). 테스트 벤치는 신호 발생기 또는 프로그래밍 가능 인터페이스를 사용하여 전자적으로 두 신호를 모두 생성합니다.. 일부 컨트롤러는 직접 전력/토크 제어를 위해 CAN 명령도 허용합니다., 페달 보조 입력을 완전히 우회 - 실험실 테스트에 선호됨.
미드 드라이브 모터 시스템의 일반적인 효율은 얼마입니까??
최적의 작동 지점에서 (중간 속도, 60정격토크의 –80%), 잘 설계된 미드 드라이브 시스템은 DC 배터리 입력에서 출력 샤프트까지 전체 효율 82~88%를 달성합니다.. 이는 허브 모터 시스템의 85~92%와 비교됩니다., 내부 기어박스 손실이 없습니다. 허브 모터에 비해 미드 드라이브의 장점은 자전거의 외부 기어링에 접근할 수 있다는 것입니다., 모터 효율이 아닌.
중국 GB 표준의 테스트도 유럽 EN을 충족합니까? 15194?
부분적으로. GB/T 36979 그리고 EN 15194 테스트 항목이 중복되어 있음 (지속적인 힘, 피크 토크, 열 검증) 하지만 승인 기준과 절차 세부사항이 다릅니다.. 유럽 시장 형식 승인용, 안에 15194 테스트는 공인된 유럽 테스트 연구소에서 수행되어야 합니다.. 중국 GB 테스트 보고서는 기술 파일을 지원할 수 있지만 일반적으로 EN을 대체할 수는 없습니다. 15194 유럽 인증 절차의 테스트 보고서.
결론
전문 테스트 벤치에서의 미드 드라이브 모터 테스트는 엔지니어링 개발과 생산 품질 관리의 기초입니다.. 출력축 토크 측정의 조합, 배터리 시뮬레이터, 열 모니터링, 자동화된 테스트 시퀀스는 제조업체에게 형식 승인에 필요한 데이터를 제공합니다., OEM 자격, 지속적인 개선 프로그램.
EconoTest는 다음과 같은 모터용 미드 드라이브 모터 테스트 벤치를 설계합니다. 150 이것으로 5 kW, KO 취재 15194 및 GB/T 36979 전체 EoL 자동화 기능 준수.
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모터 유형을 알려주십시오., 전력 범위 및 테스트 요구 사항 - 당사는 다음 범위 내에서 올바른 테스트 벤치 구성을 권장합니다. 24 시간.
