Bởi Nhóm Kỹ thuật EconoTest · Nhà sản xuất băng ghế thử nghiệm, Thượng Hải
Bài học chính
- Một trục điện tử tích hợp động cơ, biến tần, và hộp số thành một đơn vị - vì vậy việc xác nhận nó phải bao gồm cả phần điện, cơ khí, nhiệt, và miền âm thanh đồng thời, không tuần tự.
- Kiến trúc băng ghế cốt lõi là một hoặc hai lực kế đầu ra (một chiếc cho mỗi bên bánh xe) với mô phỏng tải trọng đường và quán tính, Một giả lập pin về phía DC, và thiết bị đo công suất/mô-men xoắn/NVH đồng bộ.
- Khối xác thực chính: lập bản đồ hiệu suất (mô-men xoắn, quyền lực, hiệu quả trên toàn bộ phong bì), hiệu suất chu trình truyền động (WLTP/CLTC), Phân tích đơn hàng NVH, độ bền nhiệt, và độ bền để 200,000+ phổ tải tương đương km.
- Kiểm tra vi sai yêu cầu điều khiển lực kế trái/phải độc lập — băng ghế dyno đơn không thể thực hiện các trường hợp điều khiển vectơ mô-men xoắn hoặc mài mòn vi sai.
Tại sao trục điện tử lại thay đổi yêu cầu kiểm tra
Trục điện tử (bộ truyền động điện, giáo dục) đã giành chiến thắng trong cuộc chiến đóng gói trong xe điện: động cơ kéo kết hợp, biến tần, và bộ giảm tốc đơn vào một vỏ giúp tiết kiệm khối lượng, trị giá, và hệ thống cáp. Nhưng sự tích hợp cũng đã hợp nhất ba chương trình xác nhận riêng biệt. Thử nghiệm dyno chỉ dành cho động cơ không thể thấy kích thích của lưới bánh răng đưa trở lại điều khiển động cơ; giàn HIL biến tần không thể thấy gợn sóng DC xuất hiện ở bánh xe như thế nào; giàn hộp số không thể tái tạo gợn sóng mô-men xoắn của động cơ thực. Do đó, việc xác nhận trục điện tử diễn ra ở cấp độ đơn vị, trên các băng ghế được chế tạo để tải các trục đầu ra thực tế trong khi cấp nguồn cho đầu vào HV DC thực tế.
Kiến trúc băng ghế thử nghiệm
Một băng ghế xác nhận trục điện tử đầy đủ bao gồm:
- Động lực kế đầu ra: một lực kế AC bốn góc phần tư trên mỗi trục đầu ra. Cần có hai dynos độc lập cho trục điện tử có bộ vi sai mở hoặc điều hướng mô-men xoắn - chúng cho phép băng ghế giữ tốc độ trái/phải không bằng nhau (mô phỏng vào cua) và sự phân chia mô-men xoắn. Xếp hạng tốc độ phải bao gồm phạm vi tốc độ của bánh xe có biên độ (thường là 0–3.000 vòng/phút ở đầu ra đối với xe chở khách, với mô-men xoắn lên tới vài nghìn Nm).
- Trình mô phỏng pin (Nguồn/bồn DC): nguồn cung cấp DC lập trình hai chiều, 400 Lớp V/800 V, phát lại các đường cong điện áp so với SOC, chùng xuống khi chịu tải như một gói hàng thực sự, và hấp thụ năng lượng tái tạo. Việc kiểm tra từ một trình mô phỏng thay vì bộ pin sẽ loại bỏ hiện tượng lệch trạng thái sạc khỏi mọi phép đo và loại bỏ nguy cơ cháy gói khỏi tế bào.
- Mô phỏng tải trọng đường: bộ điều khiển dyno tính toán động lực học theo chiều dọc của xe trong thời gian thực - lực cản khí động học, lực cản lăn, cấp, và quán tính của xe - vì vậy trục điện tử có cùng quỹ đạo tải trọng như trong xe. Mô phỏng quán tính điện thay thế bánh đà vật lý.
- Chuỗi đo lường: Máy phân tích công suất HV trên DC và (nếu có thể truy cập được) bên AC, mặt bích mô-men xoắn trên cả hai đầu ra, điều hòa chất làm mát với đo lưu lượng/nhiệt độ, Giao diện CAN/ô tô-Ethernet với biến tần, cộng với gia tốc kế và micro cho NVH.
- Điều hòa nhiệt độ: vòng làm mát kiểm soát nhiệt độ đầu vào từ –30 ° C (giàn khởi động nguội) ĐẾN +90 °C, vì hiệu suất và mức giảm công suất là các hàm số mạnh mẽ của nhiệt độ dầu và chất làm mát.
Của chúng tôi Bàn thử trục điện tử trang hiển thị cấu hình tham khảo; bố trí hệ thống truyền động đầy đủ được ghép nối với trung tâm được đề cập trong bàn thử nghiệm hệ thống truyền lực.
Năm khối xác thực
1. Lập bản đồ hiệu suất và hiệu quả
Quét toàn bộ đường bao tốc độ-mô-men xoắn theo cả hai hướng (lái xe và regen), ghi lại công suất đầu vào DC và công suất đầu ra trục tại mọi điểm ổn định - thường là 200–600 điểm được tập hợp thành bản đồ đường viền hiệu suất. Bản đồ là bảng dữ liệu thương mại của trục điện tử: hiệu quả cao nhất (các đơn vị hiện đại vượt quá 92% kết hợp), hình dạng của hòn đảo hiệu quả cao, và ranh giới mô-men xoắn liên tục và cực đại với các đường cong giảm nhiệt.
2. Kiểm tra chu trình truyền động
Phát lại WLTP, CLTC, EPA, hoặc các chu trình dành riêng cho khách hàng thông qua mô phỏng tải trọng đường và tích hợp các dòng năng lượng. Điều này tạo ra số lượng hợp đồng mua hàng OEM thực tế trên: Wh/km quy cho bộ truyền động, tách thành động cơ, biến tần, và tổn thất bánh răng khi thiết bị đo cho phép. Xác thực chiến lược Regen thuộc về đây - xác minh sự hòa trộn mượt mà ở điểm cắt mô-men xoắn, đó cũng là một sự kiện NVH (xem bên dưới).
3. NVH và phân tích đơn hàng
Trục điện tử thay thế tiếng ồn động cơ bằng một nền yên tĩnh, trong đó tiếng ồn của bánh răng và biến tần dễ thấy rõ. Thử nghiệm NVH trên băng ghế chạy quét tốc độ chậm trong khi ghi lại độ rung và âm thanh, phân rã quang phổ thành các bậc: đơn đặt hàng lưới bánh răng (số răng × tốc độ trục), lệnh vượt cột động cơ, và các dải biên chuyển mạch biến tần. Bản đồ thứ tự xác định liệu âm thanh khó chịu có phải là vấn đề về hình học vĩ mô của thiết bị hay không, một vấn đề điện từ động cơ, hoặc một tạo phẩm điều khiển. Phản ứng ngược và cục mô-men xoắn đảo ngược được thực hiện các bài kiểm tra điểm 0 chuyên dụng. Yêu cầu: máy đo độ ồn thấp (hoặc cách ly âm thanh giữa dyno và DUT), và đo mô-men xoắn với băng thông cao hơn tần số lưới bánh răng cao nhất được quan tâm. Xem của chúng tôi Hướng dẫn kiểm tra EV NVH để biết chi tiết đo lường.
4. Kiểm tra nhiệt
Khả năng cấp nguồn liên tục ở nhiệt độ nước làm mát trong trường hợp xấu nhất, hồ sơ leo đồi (mô-men xoắn cực đại ở tốc độ thấp - trường hợp xấu nhất về nhiệt cho cả động cơ và biến tần), xác minh đường cong suy giảm nhiệt, và cung cấp mô-men xoắn khởi động nguội ở –30 ° C. Vì hộp số dùng chung dầu làm mát động cơ ở nhiều thiết kế, ổn định nhiệt độ dầu chi phối ngân sách thời gian thử nghiệm.
5. Độ bền và sức chịu đựng
Thử nghiệm phổ tải rút ngắn thời gian sử dụng tại hiện trường thành nhiều tuần dự phòng: biểu đồ thời gian-tốc độ mô-men xoắn được tiêu chuẩn hóa hoặc độc quyền của OEM được phát lại liên tục, thường tương đương với 200.000–300.000 km. Chế độ thất bại được săn lùng: rỗ bánh răng và rỗ vi mô, xói mòn điện mang (dòng điện trên trục do biến tần gây ra - được kiểm tra bằng cách kiểm tra các rãnh vòng bi khi tháo rời), băn khoăn về spline, mòn con dấu, và lão hóa cách nhiệt. Chạy băng ghế sức bền 24/7 trong nhiều tháng, điều đó làm cho thu hồi năng lượng tái tạo và hệ thống an toàn vận hành không cần giám sát (phát hiện cháy, Khóa liên động HV, giám sát từ xa) yêu cầu tiêu chuẩn hơn là tùy chọn.
Ngân sách về độ chính xác của thiết bị
| Kênh | Yêu cầu | Được thúc đẩy bởi |
|---|---|---|
| mô-men xoắn đầu ra | ±0,1–0,2% giá trị đọc | Bản đồ hiệu quả: 0.2% lỗi mô-men xoắn ≈ 0.2 lỗi hiệu quả pt |
| nguồn điện một chiều | Lớp học 0.1 máy phân tích điện | Hiệu quả tổng hợp >92% để lại số tổn thất nhỏ để giải quyết |
| Tốc độ | ±0,05%, độ phân giải cao | Phân tích thứ tự và tính toán phụ thuộc vào độ trượt |
| Lưu lượng/nhiệt độ nước làm mát | ±2% / ±0,5 K | Phân tách tổn thất thông qua kiểm tra chéo đo nhiệt lượng |
| Rung/âm thanh | Đối với ISO 3745 lớp cho tế bào | Tương quan đăng xuất NVH với xe |
Việc hiệu chỉnh chuỗi mô-men xoắn dựa trên các tham chiếu có thể theo dõi theo các khoảng thời gian đã lên lịch là điều giúp các chiến dịch thử nghiệm cách nhau từng tháng có thể so sánh được — của chúng tôi hướng dẫn hiệu chuẩn bao gồm các thủ tục.
Câu hỏi thường gặp
Có thể kiểm tra trục điện tử bằng một lực kế không?
Chỉ một phần. Khóa hoặc tổng hợp các đầu ra thông qua một thiết bị cố định khóa vi sai cho phép kiểm tra hiệu suất và hiệu suất theo đường thẳng. Bất cứ điều gì liên quan đến chính bộ vi sai - tốc độ bánh xe không bằng nhau, vectơ mô-men xoắn, độ bền chênh lệch - yêu cầu lực kế trái và phải độc lập. Mua dyno đơn ngay bây giờ và trang bị thêm sau này thường tốn nhiều chi phí hơn so với việc chỉ định đầu ra kép ban đầu.
Bộ mô phỏng pin hoặc bộ pin thật để thử nghiệm trên băng ghế dự bị?
Trình giả lập, cho hầu hết tất cả công việc xác nhận: hành vi điện áp lặp lại, đường cong SOC có thể lập trình, không có thời gian ngừng hoạt động quản lý phí, không có nguy cơ thoát nhiệt trong tế bào, và nó hấp thụ regen vô thời hạn. Các gói thực được đưa vào để kiểm tra tích hợp hệ thống trong đó bản thân tương tác BMS của gói chính là đối tượng thử nghiệm.
Hiệu suất của trục điện tử thực sự bao gồm những gì?
Hiệu suất tổng hợp = công suất cơ học phía bánh xe / đầu vào DC, nắm bắt tổn thất biến tần, tổn thất động cơ, và tổn thất bánh răng bằng một số. Các đơn vị tốc độ đơn hiện đại đạt đỉnh trên 92–94%; hiệu suất trung bình của chu kỳ truyền động luôn thấp hơn (thường là 82–88%) bởi vì chu kỳ dành thời gian ở mức tải nhẹ nơi tổn thất cố định chiếm ưu thế. Luôn hỏi xem số được trích dẫn là số cao nhất hay số trung bình theo chu kỳ.
Chương trình xác nhận trục điện tử đầy đủ mất bao lâu?
Đối với một thiết kế mới: lập bản đồ hiệu suất và hiệu quả 2–4 tuần; Đặc tính NVH 2–3 tuần; trình độ nhiệt 3–6 tuần; độ bền 3–6 tháng chạy liên tục (con đường quan trọng). Các chương trình chồng chéo các khối trên nhiều băng ghế để nén lịch - đó là lý do tại sao các OEM và các cơ sở thử nghiệm quy mô Cấp 1 xung quanh nhóm độ bền, không phải phòng thí nghiệm hiệu suất.
Động lực kế đầu ra cần tốc độ bao nhiêu?
Tốc độ bánh xe EV chở khách đạt đỉnh gần 2.000–2.500 vòng/phút (250 hạng km/h), nhưng dynos băng ghế dự bị cần có lề cho các trường hợp vượt tốc độ cộng với công suất mô-men xoắn để giữ mô-men xoắn trục cực đại khi khởi động (thông thường 3.000–6.000 Nm). Động lực kế mô-men xoắn cao dẫn động trực tiếp tránh phải bảo trì hộp số ngay trên băng ghế; giải pháp dyno hướng dẫn chi phí đánh đổi so với NVH băng ghế dự bị bổ sung làm phức tạp các phép đo âm thanh.
Nói chuyện với một kỹ sư
Cần trợ giúp lựa chọn thiết bị kiểm tra?
Hãy cho chúng tôi biết loại động cơ của bạn, dải công suất và các yêu cầu kiểm tra - chúng tôi sẽ đề xuất cấu hình băng ghế thử nghiệm phù hợp trong phạm vi 24 giờ.
