Векторизация крутящего момента и проверка двухмоторной оси eAxle: Тестирование распределения крутящего момента между осями

Векторизация крутящего момента теперь является основной функцией трансмиссии электромобилей

Когда BMW выпустила i4 M50 с независимыми передним и задним электродвигателями, и когда Rivian и BYD создали четырехмоторную архитектуру, в которой каждое колесо получает индивидуально заданный крутящий момент., задача инженера-испытателя кардинально изменилась. Уже было недостаточно проверить мощность одного двигателя., КПД, и NVH по отдельности. Вопрос стал: как вы проверяете взаимодействие между двумя или более двигателями, команды крутящего момента которых меняются тысячи раз в секунду в ответ на контроллер момента рыскания?

Векторизация крутящего момента — намеренное асимметричное распределение крутящего момента между левыми и правыми колесами., или между передней и задней осями — обеспечивает преимущества в управляемости, с которыми не могут сравниться механические самоблокирующиеся дифференциалы.. Но подтверждение того, что eAxle с векторизацией крутящего момента действительно обеспечивает заданный крутящий момент на каждом колесе., с указанным временем отклика и без неожиданной связи между двумя каналами, требуется установка испытательного стенда, которая значительно превосходит обычную установку для проверки прочности электродвигателя..

Анатомия двухмоторного испытательного стенда eAxle

Испытательный стенд eAxle с векторизацией крутящего момента должен одновременно контролировать и измерять оба выходных вала.. В наиболее распространенной архитектуре используются два независимых нагрузочных динамометра., каждый соединен с одним выходным валом испытуемого eAxle. Динамики контролируются в режиме реального времени с помощью HIL. (Аппаратное обеспечение в цикле) система, которая имитирует динамику транспортного средства — скорость колес, передаваемая обратно в контроллер вектора крутящего момента транспортного средства, рассчитывается на основе модели транспортного средства с семью степенями свободы, работающей в реальном времени..

• Динамометры с независимым валом: Оба динамометрических стенда должны иметь одинаковую полосу измерения крутящего момента. (≥ 200 Гц), и датчики крутящего момента должны быть откалиброваны с возможностью отслеживания.. Калибровочный дрейф между двумя каналами составляет всего лишь 0.5% введет ложный сигнал момента рыскания, который искажает проверку распределения крутящего момента.
• Моделирование скорости вращения колес: Модель HIL генерирует реалистичные сигналы скорости вращения колес. (МОЖЕТ / Флексрей) которые воспроизводят условия скольжения транспортного средства при повороте — ключевой входной сигнал для наблюдателя коэффициента скольжения контроллера векторизации крутящего момента..
• Представление жесткости карданного вала: Реальные карданные валы автомобилей имеют конечную жесткость на кручение. (обычно 500–2000 Нм/рад). Муфта испытательного стенда должна либо воспроизводить эту жесткость с помощью специально разработанных податливых муфт, либо компенсировать ее в контуре задания крутящего момента динамометрического стенда..

Основные тестовые задания для проверки векторизации крутящего момента

1. Точность распределения статического крутящего момента

Контроллер автомобиля задает определенное соотношение распределения крутящего момента слева направо. (НАПРИМЕР., 60:40), стенд измеряет фактический крутящий момент на каждом выходном валу в течение 10-секундного установившегося интервала. Испытание повторяется в 10 рабочие точки скорости и крутящего момента, охватывающие весь диапазон.

Ключевые показатели: Абсолютная погрешность крутящего момента на каждом валу (Нм); ошибка коэффициента разделения крутящего момента (% заданного соотношения); повторяемость (п) над 10 последовательные прогоны в одной и той же рабочей точке.

2. Динамический отклик крутящего момента

Контроллеру дана команда выйти из симметричного положения. 50:50 распределение по асимметричному 80:20 (или полный односторонний) разделить за минимальное время. Стенд записывает скачок крутящего момента каждого вала., а вращающий момент, создаваемый разницей крутящих моментов, рассчитывается на основе известной ширины колеи целевого транспортного средства..

Ключевые показатели: Время подъема от 10% к 90% целевой разницы крутящего момента (цель: ≤ 20 мс для приложений производительности); перерегулирование крутящего момента (% амплитуды целевого шага); муфта — изменение крутящего момента на некомандном валу во время шага.

3. Точность генерации момента отклонения от курса

При определенной скорости автомобиля (НАПРИМЕР., 80 км/ч по оси), контроллер векторизации крутящего момента получает команду генерировать определенный момент рыскания (НАПРИМЕР., +500 Нм-м относительно центра тяжести автомобиля). Скамейка, в сочетании с моделью динамики автомобиля HIL, проверяет, соответствует ли фактический момент рыскания, создаваемый асимметрией крутящего момента, заданному значению в пределах допуска спецификации (обычно ±5%).

Ключевые показатели: Стационарная ошибка момента рыскания; Градиент момента рыскания против. Угол поворота рулевого колеса более ±20° от моделируемого требуемого бокового ускорения; постоянство момента рыскания при изменении пробуксовки шин (смоделировано моделью HIL).

4. Перекрестная связь и подавление помех

Когда один двигатель быстро меняет команду крутящего момента, влияние на выходной крутящий момент другого вала должно быть ниже указанного порога взаимодействия. Плохая развязка между двумя контурами управления инвертором приводит к “перекрестные помехи” крутящий момент, который водитель воспринимает как неожиданное возмущение рыскания. На скамейке применяется PRBS. (Псевдослучайная двоичная последовательность) возмущение крутящего момента на одном валу и измеряет функцию передачи загрязнений на другой вал.

Ключевые показатели: Величина передаточной функции перекрестной связи при 10 Гц, 50 Гц, 100 Гц; фазовый угол связи; полоса пропускания, в которой перекрестная связь ниже −40 дБ (то есть, < 1% contamination).

5. Термическая симметрия при асимметричной нагрузке

Устойчивый маневр векторизации крутящего момента — например, круговой круг с непрерывным прохождением поворотов — нагружает один мотор значительно больше, чем другой. Испытательный стенд выдерживает постоянную асимметричную команду крутящего момента. (НАПРИМЕР., 80% на моторе внешнего колеса, 20% на внутреннем) как минимум 10 минут и контролирует температуру обмотки с обеих сторон. Если контур охлаждения общий (общая магистраль охлаждающей жидкости), Температура двигателя горячей стороны должна оставаться в пределах теплового предела, даже если двигатель холодной стороны выделяет минимальное количество тепла.. Распределение потока охлаждающей жидкости между двумя двигателями должно быть охарактеризовано при наихудшем случае односторонней нагрузки..

Интеграция с моделированием динамики автомобиля

Тесты векторизации крутящего момента с максимальным значением выполняются с помощью контроллера eAxle, работающего в замкнутом контуре на основе полной модели динамики транспортного средства в реальном времени.. Стойка HIL имитирует усилия шин. (с помощью волшебной формулы Пачейки или аналогичной.), кинематика подвески, и рулевое управление водителя. Реакция контроллера на стабилизацию отклонения от курса при моделировании событий избыточной и недостаточной поворачиваемости проверяется на соответствие целям группы инженеров по динамике транспортного средства — и все это еще до того, как будет построен прототип автомобиля..

ECONOTESTS может поставить двухвальные испытательные стенды eAxle с соответствующими динамометрами., HIL-интеграция, и цепочка приборов, необходимая для проверки векторизации крутящего момента.. Независимо от того, включает ли ваша программа роскошный высокопроизводительный eAxle или экономичный двухмоторный задний мост для внедорожников., поговорите с нашей командой инженеров о правильной тестовой архитектуре.