Тестирование мотор-ступицы в колесе: Руководство по испытательному стенду для электромобилей с прямым приводом

Чем отличаются испытания внутриколесных двигателей

Прямой привод на колесах (центр) двигатели переходят из нишевых приложений для электронных велосипедов и мобильных скутеров в массовые легкие электромобили., роботы доставки, и платформы для скейтбордов нового поколения. Снятие коробки передач и полуоси устраняет источник шума и механических потерь., но он также устраняет механическую фильтрацию, которую обычно обеспечивает ступень восстановления.. Каждая пульсация крутящего момента, каждый тепловой скачок, и каждый дорожный удар напрямую достигает двигателя — именно поэтому при валидации мотор-колеса невозможно повторно использовать стандартную установку испытательного стенда с соединенным валом без модификаций..

Давление рынка реально: OEM-производители оценивают платформы для скейтбордов с прямым приводом для микромобильности и транспортных средств последней мили именно потому, что они упрощают трансмиссию и освобождают место для упаковки., а динамометры трансмиссии со ступичной муфтой и двумя-четырьмя нагрузочными машинами мощностью 220–500 кВт и 3 200–7 000 Нм теперь являются стандартным оборудованием в лабораториях проверки электромобилей.. Правильная архитектура испытательного стенда на раннем этапе позволяет избежать дорогостоящего перепроектирования после того, как двигатель не прошел испытание на долговечность или термическое испытание на поздних этапах программы..

Анатомия установки для проверки внутриколесного двигателя

• Нет промежуточного редуктора: Двигатель тестируется непосредственно при скорости вращения колеса и крутящем моменте колеса — машины с динамической нагрузкой должны работать на низких оборотах., рабочие точки с высоким крутящим моментом, которые при испытании мотор-редуктора никогда не будут обнаружены на валу двигателя.
• Замкнутая тепловая оболочка: двигатель делит колесную нишу с тормозным суппортом/ротором, это означает, что температура окружающей среды в корпусе двигателя во время ресурсного испытания намного выше, чем у двигателя, установленного на стенде, на открытом воздухе — испытательные камеры должны воспроизводить это тепловое воздействие., не только комнатная температура.
• Герметизация и проникновение: ступичные моторы расположены непосредственно в зоне брызг, поэтому экологические испытания должны включать проникновение воды/пыли наряду с электрическими характеристиками., не как отдельный этап квалификации.
• Неподрессоренная массовая нагрузка: сам корпус двигателя является частью неподрессоренной массы подвески, поэтому моделирование радиальной и осевой нагрузки должно соответствовать реальным траекториям нагрузки на подшипники колес., включая варианты нагрузки на поворотах и ​​при торможении.

Основные тестовые задания

1. Сопоставление крутящего момента, скорости и эффективности прямого привода

Потому что нет зубчатого умножения, двигатель должен обеспечивать полный пусковой крутящий момент при нулевых оборотах и ​​поддерживать его без коробки передач, чтобы управлять потреблением тока.. Карты эффективности требуют плотной выборки на низкой скорости., квадрант с высоким крутящим моментом, который доминирует в городских условиях с постоянными остановками, не просто точка круиза на средней скорости, которая доминирует на карте мотор-редуктора.

Ключевые показатели: пиковый крутящий момент при 0–50 об/мин, постоянный крутящий момент при номинальном токе, разрешение карты эффективности: ≤5% сетки скорости/момента, согласно МЭК 60034-2-1 методология разделения потерь.

2. Термическое снижение характеристик в условиях перегрева

Испытательные камеры должны имитировать тепло от тормозов, излучаемое в колесную нишу. (до 150–200°C на поверхности ротора при резком торможении) наряду с собственными потерями в меди и железе двигателя, затем измерьте, насколько быстро снижается допустимый крутящий момент при повышении температуры обмотки и магнита..

Ключевые показатели: Температура горячей точки обмотки в зависимости от. время, кривая снижения крутящего момента, запас размагничивания магнита при наихудшей комбинированной тепловой нагрузке.

3. Зубчатый момент и пульсация крутящего момента на низкой скорости

Без коробки передач для усреднения пульсаций, Зубчатый крутящий момент и пульсации крутящего момента, вызванные гармониками тока, напрямую влияют на комфорт езды и плавность управления на низких скоростях, что критически важно для проскальзывания., маневры при парковке, и прецизионные упоры робота-доставщика.

Ключевые показатели: Амплитуда зубчатого момента (%FS номинального крутящего момента), пульсация на скорости медленного хода 1–5 об/мин, нарушение порядка гармоник посредством БПФ сигнала крутящего момента.

4. Экологическая герметизация и устойчивость к вибрации/ударам

Корпус двигателя должен выдерживать те же нагрузки на дорогу, что и ступичный подшипник.: случайные профили вибрации по ISO 16750-3, Испытание на проникновение воды и пыли на уровне IP69K, механические удары от выбоин и ударов о бордюр., и все это при сохранении электрической работоспособности.

Ключевые показатели: Профиль вибрации соответствует/не соответствует ISO 16750-3 класс серьезности теста, проверка степени защиты от проникновения, сопротивление изоляции до/после ударной езды.

5. Моделирование динамической нагрузки неподрессоренных масс

Специальная установка для нагрузки на колеса применяет комбинированные радиальные и осевые силы, характерные для прохождения поворотов., ускорение, и случаи тормозной нагрузки непосредственно на поверхность корпуса двигателя/подшипника, а не только крутящую нагрузку на валу, чтобы проверить срок службы подшипника и структурную целостность корпуса при реальных нагрузках на шасси..

Ключевые показатели: допустимая радиальная нагрузка при номинальной скорости, допустимая осевая нагрузка при моделировании поворотов, прогноз срока службы подшипника L10.

6. Рекуперативное торможение и антиблокировочная реакция

Поскольку ступичный двигатель также является основным приводом рекуперативного тормоза., время реакции на крутящий момент и поведение при смешивании с фрикционным тормозом требуют проверки при выполнении команд быстрого реверса крутящего момента., включая антиблокировочную модуляцию при низкой тяге.

Ключевые показатели: время реакции на реверс крутящего момента (цель <50 РС), точность рекуперации крутящего момента во всем диапазоне скоростей, совместить плавность перехода с фрикционным торможением.

Что это означает для выбора испытательного стенда

Стенд для испытания колесного двигателя на самом деле представляет собой сочетание динамометра и установки для испытаний на воздействие окружающей среды/конструкций.: нужна низкая скорость, способность машины работать с высоким крутящим моментом вместо высокоскоростной, термическая камера, которая может имитировать тепловое воздействие тормозов, а не просто температуру окружающей среды, и механическая силовая рама, которая передает радиальные/осевые нагрузки на колеса, а не простую линейную моментную муфту.. Пропуск любого из этих пунктов — проверка мотора “голый” на стандартном динамометрическом стенде без термического и механического контекста фактической среды установки — обычно пропускает режимы отказа, которые проявляются только после того, как двигатель снова оказывается в колесной нише..

Если вы выбираете испытательный стенд для программы ступичного двигателя с прямым приводом, наша команда инженеров может помочь в расширении ассортимента погрузочных машин, Требования к тепловой камере, и механические погрузочные приспособления в соответствии с фактическим рабочим циклом. Поговорите с нашей командой инженеров работать по вашей спецификации.