토크 벡터링 및 듀얼 모터 eAxle 검증: 크로스 액슬 토크 분배 테스트

토크 벡터링은 이제 EV 드라이브트레인의 핵심 기능입니다.

BMW가 전후방 독립 전기모터를 탑재한 i4 M50을 출시했을 때, Rivian과 BYD가 각 바퀴가 개별적으로 명령된 토크를 받는 4개의 모터 아키텍처를 구축했을 때, 테스트 엔지니어의 과제가 근본적으로 바뀌었습니다.. 더 이상 단일 모터의 출력을 테스트하는 것만으로는 충분하지 않습니다., 능률, NVH와 분리된 상태. 질문은 되었다: 요 모멘트 컨트롤러에 응답하여 토크 명령이 초당 수천 번 변경되는 두 개 이상의 모터 간의 상호 작용을 어떻게 검증합니까??

토크 벡터링 - 왼쪽 바퀴와 오른쪽 바퀴 사이의 의도적인 비대칭 토크 분배, 또는 전방 차축과 후방 차축 사이 - 기계적 미끄럼 방지 차동 장치가 따라올 수 없는 핸들링 이점을 제공합니다.. 그러나 토크 벡터링 eAxle이 실제로 각 휠에 명령된 토크를 전달한다는 것을 인증합니다., 지정된 응답 시간과 두 채널 간의 예상치 못한 결합 없이, 기존 e-모터 내구성 장비를 훨씬 뛰어넘는 테스트 벤치 설정이 필요합니다..

듀얼 모터 eAxle 테스트 벤치의 구조

토크 벡터링 eAxle 테스트 벤치는 두 출력 샤프트를 동시에 제어하고 측정해야 합니다.. 가장 일반적인 아키텍처는 두 개의 독립적인 부하 동력계를 사용합니다., 각각은 테스트 중인 eAxle의 출력 샤프트 하나에 연결됩니다.. 동력계는 HIL에 의해 실시간으로 제어됩니다. (하드웨어 인더루프(Hardware-In-the-Loop)) 차량 동역학을 시뮬레이션하는 시스템 - 차량의 토크 벡터링 컨트롤러로 피드백되는 휠 속도는 실시간으로 실행되는 7자유도 차량 모델에서 계산됩니다..

• 독립 샤프트 동력계: 두 다이노 모두 토크 측정 대역폭이 일치해야 합니다. (≥ 200 헤르츠), 토크 변환기는 추적 가능하게 교정되어야 합니다.. 두 채널 간의 교정 드리프트는 다음과 같습니다. 0.5% 토크 분포 검증을 손상시키는 가짜 요 모멘트 신호를 도입합니다..
• 휠 속도 시뮬레이션: HIL 모델은 현실적인 휠 속도 신호를 생성합니다. (할 수 있다 / 플렉스레이) 코너링 기동 시 차량의 미끄러짐 조건을 복제하는 것 - 토크 벡터링 컨트롤러의 미끄러짐 비율 관측기에 대한 주요 입력.
• 구동축 강성 표현: 실제 차량 구동축에는 유한한 비틀림 강성이 있습니다. (일반적으로 500–2,000 Nm/rad). 테스트 벤치 커플링은 특수 제작된 호환 커플링을 사용하여 이러한 강성을 복제하거나 동력계 컨트롤러의 토크 참조 루프에서 이를 보상해야 합니다..

토크 벡터링 검증을 위한 핵심 테스트 항목

1. 정적 토크 분포 정확도

차량 컨트롤러가 특정 왼쪽에서 오른쪽 토크 분할 비율을 명령하는 경우 (예를 들어, 60:40), 벤치는 10초의 정상 상태 간격 동안 각 출력 샤프트의 실제 토크를 측정합니다.. 테스트는 다음에서 반복됩니다. 10 전체 범위에 걸친 속도-토크 작동 지점.

주요 지표: 각 샤프트의 절대 토크 오류 (Nm); 토크 분할 비율 오류 (% 명령된 비율); 반복성 (피) ~ 위에 10 동일한 작동 지점에서 연속 실행.

2. 동적 토크 단계 응답

컨트롤러는 대칭형에서 한 걸음 더 나아가라는 명령을 받았습니다. 50:50 비대칭으로 분포 80:20 (아니면 완전 일방적) 최소 시간으로 분할. 벤치는 각 샤프트 토크의 계단식 응답을 기록합니다., 토크 차이에 의해 발생하는 요 모멘트는 알려진 대상 차량의 트랙 폭으로부터 계산됩니다..

주요 지표: 다음부터 상승 시간 10% 에게 90% 목표 토크 차이 (목표: ≤ 20 ms 성능 애플리케이션용); 토크 오버슈트 (% 목표 단계 진폭); 커플 링 - 단계 중 명령을 받지 않은 샤프트의 토크 변경.

3. 요 모멘트 생성 정확도

정의된 차량 속도에서 (예를 들어, 80 km/h 축상), 토크 벡터링 컨트롤러는 특정 요 모멘트를 생성하도록 명령을 받습니다. (예를 들어, +500 차량 무게 중심에 대한 Nm-m). 벤치, 차량 동역학 HIL 모델과 결합, 토크 비대칭에 의해 전달된 실제 요 모멘트가 사양 공차 내에서 명령된 값과 일치하는지 검증합니다. (일반적으로 ±5%).

주요 지표: 정상 상태 요 모멘트 오류; 요 모멘트 그라디언트 대. 시뮬레이션된 측면 가속 요구의 ±20°를 초과하는 조향 각도; 타이어 미끄러짐 변화에 따른 요 모멘트 일관성 (HIL 모델로 시뮬레이션).

4. 교차 결합 및 간섭 제거

한 모터의 토크 명령이 급격하게 변경되는 경우, 다른 샤프트의 토크 출력에 미치는 영향은 지정된 간섭 임계값보다 낮아야 합니다.. 두 인버터 제어 루프 사이의 디커플링이 불량하면 다음이 발생합니다. “누화” 운전자가 예상치 못한 요 동요로 인식하는 토크. 벤치는 PRBS를 적용합니다 (의사 난수 이진 시퀀스) 한 샤프트에 대한 토크 섭동을 측정하고 다른 샤프트에 대한 오염 전달 기능을 측정합니다..

주요 지표: 교차 결합 전달 함수 크기 10 헤르츠, 50 헤르츠, 100 헤르츠; 커플링의 위상각; 교차 결합이 -40dB 미만인 대역폭 (즉., < 1% contamination).

5. 비대칭 하중 하의 열 대칭

지속적인 토크 벡터링 기동 — 예를 들어, 지속적인 코너링이 포함된 서킷 랩 - 한 모터에 다른 모터보다 훨씬 더 많은 부하를 가함. 테스트 벤치는 지속적인 비대칭 토크 명령을 유지합니다. (예를 들어, 80% 바깥쪽 바퀴 모터에, 20% 내부에) 최소한의 10 분 동안 양쪽의 권선 온도를 모니터링합니다.. 냉각 회로를 공유하는 경우 (공통 냉각수 레일), 차가운 쪽 모터가 최소한의 열을 발생시키더라도 뜨거운 쪽 모터 온도는 열 한계 내로 유지되어야 합니다.. 두 모터 사이의 냉각수 흐름 할당은 최악의 단면 부하 조건에서 특성화되어야 합니다..

차량 동역학 시뮬레이션과 통합

최고 가치의 토크 벡터링 테스트는 전체 차량 동역학 모델에 대해 실시간으로 폐쇄 루프로 작동하는 eAxle 컨트롤러를 사용하여 실행됩니다.. HIL 랙은 타이어 힘을 시뮬레이션합니다. (Pacejka Magic Formula 또는 이와 유사한 방법을 통해), 서스펜션 운동학, 및 운전자 조향 입력. 시뮬레이션된 오버스티어 및 언더스티어 이벤트에 대한 컨트롤러의 요 안정화 반응은 프로토타입 차량이 제작되기 전에 차량 역학 엔지니어링 팀의 목표에 대해 검증됩니다..

ECONOTESTS는 동력계와 일치하는 이중 샤프트 eAxle 테스트 벤치를 공급할 수 있습니다., HIL 통합, 토크 벡터링 검증에 필요한 계측 체인. 귀하의 프로그램에 고급 성능의 eAxle이 포함되어 있는지 또는 비용에 민감한 SUV 듀얼 모터 리어 액슬이 포함되어 있는지 여부, 우리 엔지니어링 팀에 문의하세요 올바른 테스트 아키텍처에 대해.