Расширитель диапазона (РЭВ) Тестирование генераторной установки: Руководство по стенду для испытаний двигателя-генератора

Почему важно тестирование генераторных установок с расширителем диапазона

Электромобили с увеличенным запасом хода (РЭВ/ЕРЕВ) снова в силе: несколько OEM-производителей запустили или анонсировали модели расширителей запаса хода через 2026, от генераторных установок с осевым потоком, работающих на метаноле, до больших платформ пикапов и внедорожников, сочетающих двигатель внутреннего сгорания исключительно в качестве бортового генератора с аккумуляторно-электрической трансмиссией. В отличие от традиционного гибрида, двигатель в REEV никогда не приводит в движение колеса механически — его единственная задача — раскручивать генератор, чтобы поддерживать заряд аккумулятора., что меняет почти все предположения, на основе которых построен обычный испытательный стенд двигателя..

Этот сдвиг имеет значение для спецификации испытательного стенда.. Генераторный двигатель можно настроить для работы при небольшом количестве фиксированных, высокоэффективные рабочие точки вместо полной карты скорости/нагрузки, которую должен охватывать дорожный двигатель, но это тоже должно начаться, стабилизировать, и обеспечить полную мощность генератора намного быстрее, чем когда-либо требовалась традиционная калибровка двигателя, поскольку электродвигатель автомобиля уже потребляет мощность в тот момент, когда водитель этого требует..

Анатомия двигателя-генератора (Генераторная установка) Тестовая установка

• Нет механического воздействия на колеса: Нагрузка на динамометрическом стенде полностью подается через электрический выход генератора — электронный блок нагрузки или эмулятор двунаправленной сети., не абсорбционный стенд с валом на выходе автомобиля.
• Фиксированные или ограниченные рабочие точки: Двигатели генераторных установок обычно работают в 2–4 дискретных точках скорости/нагрузки, выбранных из соображений топливной эффективности и шума, шума и шума., поэтому испытательные стенды нуждаются в детальной характеристике установившегося состояния в этих точках, а не в полной развертке..
• Требование быстрого старта: генераторная установка должна достичь стабильной выработки мощности в течение нескольких секунд после команды запуска., включая условия холодного запуска при температуре ниже нуля, поскольку автомобиль не может ждать медленного прогрева, как это может сделать припаркованный генератор..
• Спаренный двигатель + генератор + силовая электроника: испытательный стенд должен проверить механический двигатель, электрический генератор, и этап преобразования мощности AC-DC как одна интегрированная система, поскольку неисправность на любом этапе проявляется в ухудшении производительности зарядки аккумулятора.

Основные тестовые задания

1. Стационарная эффективность в фиксированных рабочих точках

Потому что двигатели генераторных установок работают в нескольких калиброванных точках, а не на непрерывной карте., каждая точка требует точного расхода топлива, крутящий момент, и измерение мощности генератора для подтверждения калибровки обеспечивает обещанный расход топлива для тормозов на электрическом терминале., не только на коленвале.

Ключевые показатели: удельный расход топлива на тормозах (г/кВтч) в каждой расчетной точке, электрический КПД генератора (%), комбинированная цепочка эффективности двигателя и аккумулятора.

2. Переходный запуск и реакция на изменение мощности

Контроллер транспортного средства может запросить полную мощность генератора в течение нескольких секунд после холодного запуска, чтобы компенсировать внезапное падение уровня заряда аккумулятора.. Генераторная установка должна демонстрировать повторяемое время запуска., стабилизация скорости, и наращивание мощности в соответствии с динамическим электронным профилем нагрузки, который имитирует реальные скачки спроса на движение..

Ключевые показатели: время стабильного простоя, время достижения номинальной электрической мощности, перерегулирование/недорегулирование во время этапов нагрузки.

3. Холодный запуск и работа при низких температурах

В нескольких текущих программах REEV указана возможность холодного запуска при температуре -35 ° C или ниже., особенно для вариантов на альтернативном топливе. Для испытательных стендов необходимы климатические камеры, способные погрузить в воду весь генераторный агрегат., не только блок двигателя, поскольку сопротивление обмотки генератора и поведение силовой электроники также изменяются с температурой.

Ключевые показатели: успешный холодный запуск при номинальных низкотемпературных характеристиках, время выхода на номинальную мощность при холодной температуре окружающей среды, Соблюдение требований по выбросам NOx/выбросов во время переходного процесса при холодном запуске.

4. Качество электрической мощности генератора

В отличие от гибридного двигателя с механическим соединением, Выходная мощность генератора подается непосредственно на силовую электронику и батарею — пульсации напряжения, гармоническое содержание, и переходные характеристики на клеммах генератора должны оставаться в пределах допусков, ожидаемых нисходящей системой постоянного тока и системой управления батареями..

Ключевые показатели: пульсации напряжения (%), КНИ на выходе генератора, Переходная характеристика напряжения во время ступенчатой ​​нагрузки.

5. Отделение NVH от дорожной нагрузки

Поскольку двигателю больше не нужно отслеживать скорость дороги., его акустическая сигнатура полностью определяется фиксированными рабочими точками, выбранными для эффективности — это означает, что тестирование NVH должно подтвердить, что эти конкретные точки не создают нежелательного гудения или резонанса., поскольку водитель будет постоянно слышать один и тот же звук двигателя, а не меняющуюся ноту, привязанную к скорости дороги..

Ключевые показатели: Уровень звукового давления (дБ(А)) в каждой рабочей точке, анализ отслеживания заказов для идентификации резонанса/дрона, вклад в трансфер в салоне.

6. Долговечность в рабочих циклах, специфичных для генераторной установки

Генераторный двигатель накапливает часы иначе, чем дорожный двигатель — частые циклы запуска/остановки связаны с пороговыми значениями уровня заряда батареи, а не с непрерывной работой — поэтому для испытаний на долговечность требуется рабочий цикл, основанный на реалистичной частоте запуска/остановки и времени простоя., не стандартный профиль выносливости при непрерывном беге.

Ключевые показатели: количество циклов запуска/останова до первого отказа, Срок службы подшипников генератора и щеток/контактных колец (где это применимо), выносливость силовой электроники при термоциклировании.

Что это означает для выбора испытательного стенда

Стенд для испытания генераторной установки с расширителем диапазона выглядит не столько как классический динамометрический стенд, сколько как гибрид испытательной камеры двигателя и блока электрических нагрузок.: сторона нагрузки должна представлять собой программируемую электронную нагрузку или эмулятор двунаправленной сети, а не динамометрический стенд с механическим поглощением., Экологическая камера должна закрывать всю сборку генераторной установки для реалистичного тестирования холодного запуска., и сбор данных должен коррелировать механические, термический, и электрических каналов одновременно, поскольку отказ генераторной установки может возникнуть в любом из трех доменов..

Если в вашей программе указан испытательный стенд для расширителя диапазона или генераторной установки, наша команда инженеров может помочь определить емкость нагрузочного банка, оболочка экологической камеры, и приборы, необходимые для вашего конкретного рабочего цикла. Поговорите с нашей командой инженеров чтобы охватить ваши требования.