Tại sao phải kiểm tra toàn bộ hệ thống truyền động - Không chỉ động cơ
Một động cơ đạt được 95% hiệu quả trên một băng ghế thử nghiệm độc lập chỉ có thể mang lại 88% hiệu suất hệ thống khi lắp đặt trên xe - do tổn thất hộp số, tổn thất chênh lệch, tổn thất chuyển mạch biến tần, và tương tác nhiệt giữa các thành phần, tất cả đều hợp chất theo những cách không thể dự đoán được chỉ từ các thử nghiệm thành phần riêng lẻ.
Hệ thống kiểm tra hệ thống truyền động EV (EVP) giải quyết vấn đề này bằng cách ghép nối hệ thống truyền động hoàn chỉnh - động cơ, biến tần, hộp số giảm tốc, và vi sai - tới lực kế ở đầu trục hoặc bánh xe. Đây là cấu hình duy nhất nắm bắt được hiệu quả hệ thống trong thế giới thực, hành vi NVH, và hiệu suất nhiệt trước khi tích hợp xe.
Hệ truyền động EV vs. Ghế thử nghiệm động cơ EV: Sự khác biệt chính
| tham số | Kiểm tra động cơ EV (EVM) | Kiểm tra hệ thống truyền động EV (EVP) |
|---|---|---|
| Đối tượng thử nghiệm | Động cơ + chỉ biến tần | Động cơ + biến tần + hộp số + sự khác biệt |
| Giao diện cơ khí | Trục đầu ra động cơ | Mặt bích trục / trục bánh xe |
| Đo mô-men xoắn | Trục động cơ (đầu vào hộp số) | Đầu trục (đầu ra từ hệ thống truyền lực) |
| Đo lường hiệu quả | Động cơ + hiệu suất hệ thống biến tần | Tổng hiệu suất truyền động bao gồm hộp số |
| Nguồn NVH đã bị bắt | Động cơ điện từ NVH | Động cơ + lưới bánh răng hộp số + sự khác biệt |
| Tích hợp làm mát | Chỉ mạch làm mát động cơ | Động cơ + mạch làm mát dầu hộp số |
| Độ phức tạp của hệ thống | Trung bình | Cao |
Kiểm tra hệ thống kiểm tra hệ thống truyền động EV là gì?
Kiểm tra hiệu suất
Hệ thống EVP bao gồm tất cả các bài kiểm tra hiệu suất ở cấp độ động cơ cùng với các hạng mục dành riêng cho hệ thống truyền động:
- Mô-men xoắn và công suất đầu ra liên tục - đo ở đầu trục
- Mô-men xoắn và công suất đầu ra cao nhất - khả năng tăng tốc ở cấp độ xe
- Hiệu quả phanh tái sinh — năng lượng được phục hồi ở đầu trục quay trở lại bus DC
- Đường đặc tính T-N - mô-men xoắn đầu ra của hệ thống truyền động vs. tốc độ đầu ra
- Tỷ số truyền và hiệu suất truyền động - hiệu suất cơ học của hộp giảm tốc tại mỗi điểm vận hành
- Phân phối mô-men xoắn vi sai - đối với hệ thống truyền tải mô-men xoắn chủ động hoặc động cơ đôi
Kiểm tra NVH
- Tiếng ồn của lưới bánh răng - phân tích tần số tiếng ồn của hộp số ở mỗi tốc độ và tải
- Phân tích thứ tự rên rỉ - xác định thứ tự lưới bánh răng và các sóng hài của chúng
- Rung động do kết cấu - rung động truyền từ hộp số đến vỏ động cơ và khung lắp
- Tiếng ồn trong không khí - đo mức áp suất âm thanh tại các vị trí tiêu chuẩn hóa
- Tiếng kêu lạch cạch - các sự kiện NVH nhất thời trong quá trình đảo ngược tải và gắn kết
Kiểm tra nhiệt
- Bản đồ nhiệt động cơ - cuộn dây, mang, và nhiệt độ nhà ở dưới tải liên tục
- Nhiệt độ dầu hộp số tăng - cân bằng nhiệt của chất bôi trơn bánh răng
- Xác nhận mạch làm mát - tốc độ dòng nước làm mát, nhiệt độ đầu vào/đầu ra, công suất làm mát
- Đặc tính giảm nhiệt - sản lượng giảm bao nhiêu khi nhiệt độ đạt đến giới hạn
Kiểm tra độ bền và độ bền
- Mô phỏng chu trình truyền động — WLTP, N.E.D.C, hoặc cấu hình chu trình truyền động tùy chỉnh được sao chép trên băng ghế thử nghiệm
- Đi xe đạp nhiệt - các chu kỳ tăng nhiệt và làm nguội lặp đi lặp lại để gây căng thẳng cho các bề mặt nhiệt
- Độ bền quá tải - duy trì hoạt động mô-men xoắn cực đại vượt quá thời gian định mức để tăng tốc độ lão hóa
Màn hình mô phỏng chu kỳ truyền động hiển thị cấu hình tốc độ mô-men xoắn chu kỳ WLTP với phản hồi động cơ theo thời gian thực được phủ lên
Kiến trúc hệ thống: Dòng EVP
Nguyên tắc thiết kế mô-đun
Hệ thống EVP sử dụng kiến trúc mô-đun có thể được cấu hình cho các cách bố trí hệ thống truyền động khác nhau:
- Động cơ đơn, bộ giảm tốc đơn — cấu hình xe điện chở khách phổ biến nhất
- Hệ thống động cơ kép - đằng trước + trục sau được thử nghiệm đồng thời hoặc độc lập
- Truyền đa tốc độ — dành cho các ứng dụng EV thương mại có hộp số 2 tốc độ hoặc 3 tốc độ
- trục e (bộ vi sai hộp số-động cơ tích hợp) — phân khúc xe điện chở khách cỡ nhỏ đang phát triển
Thành phần chính
Đơn vị lực kế
Để kiểm tra đầu trục, hai lực kế đồng bộ kết nối với mặt bích trục trái và phải. Mỗi lực kế được điều khiển độc lập, cho phép mô phỏng vectơ mô-men xoắn và thử nghiệm tải không đối xứng. Xếp hạng công suất của lực kế từ 100 kW để 400 kW trên mỗi trục bao gồm tất cả các ứng dụng xe điện chở khách và thương mại hạng nhẹ.
Nguồn điện cao áp
Nguồn điện DC hai chiều (100–1.000V, lên tới 500 MỘT) cấp nguồn cho biến tần đang được thử nghiệm, mô phỏng ắc quy xe. Nguồn cung cấp sẽ tái tạo năng lượng trở lại lưới điện trong quá trình thử nghiệm phanh tái tạo – rất quan trọng đối với hiệu suất năng lượng ở mức công suất cao.
Đo mô-men xoắn có độ chính xác cao - Vị trí kép
Hệ thống EVP lắp đồng thời cảm biến mômen tại 2 vị trí:
- Vị trí trục động cơ - đo mô-men xoắn đầu ra của động cơ trước hộp số
- Vị trí cuối trục - đo mô-men xoắn đầu ra của hệ thống truyền động sau hộp số và vi sai
Tỷ số giữa mô men xoắn ở đầu trục và mô men xoắn trục động cơ, hiệu chỉnh theo tỷ lệ tốc độ, trực tiếp mang lại hiệu suất cơ học cho hộp số - liên tục và theo thời gian thực trên tất cả các điểm vận hành.
Phòng môi trường (Không bắt buộc)
Một buồng nhiệt tích hợp bao quanh cụm hệ thống truyền động và có thể kiểm soát nhiệt độ môi trường từ -40°C đến +120°C. Điều này cho phép kiểm tra hiệu suất khởi động nguội (quan trọng đối với thị trường CIS và Bắc Âu) và thử nghiệm độ bền ở nhiệt độ môi trường cao (phù hợp với các ứng dụng ở Trung Đông).
Tham khảo thông số kỹ thuật hệ thống EVP
| tham số | Đặc điểm kỹ thuật |
|---|---|
| Phạm vi công suất động cơ | 50 kW – 800 kW |
| Tốc độ động cơ tối đa | 20,000 vòng/phút |
| Mô-men xoắn trục tối đa | 10,000 N·m |
| Điện áp xe buýt DC | 200 V – 1,000 V. |
| Độ chính xác của cảm biến mô-men xoắn động cơ | ±0,1% FS |
| Độ chính xác của cảm biến mô men trục | ±0,1% FS |
| Độ chính xác của máy phân tích điện | ±0,05% |
| Kênh tín hiệu động | 16–32 kênh, 24-chút, 51.2 kS/s |
| Cấu hình lực kế | Trục đơn hoặc kép |
| Phục hồi năng lượng | AFE, >95% hiệu quả |
| Mô phỏng chu trình truyền động | WLTP, N.E.D.C, hồ sơ tùy chỉnh |
| Phạm vi buồng môi trường | -40°C đến +120°C (không bắt buộc) |
| Tiêu chuẩn tuân thủ | GB/T 18488, GB/T 19752, IEC 60034 |
Ứng dụng trong thế giới thực: Xác thực eAxle
eAxle — một bộ phận tích hợp động cơ kết hợp, biến tần, và hộp số giảm tốc đơn trong một vỏ duy nhất — là kiến trúc chủ đạo cho các chương trình xe điện chở khách mới. Việc kiểm tra eAxle trên hệ thống EVP yêu cầu:
- Lắp cụm eAxle vào thiết bị thử nghiệm với các đầu trục được nối với lực kế trái và phải
- Kết nối các đầu nối biến tần HV với nguồn DC hai chiều
- Lắp đặt mạch nước làm mát động cơ, hộp số
- Kết nối tất cả các loại cáp tín hiệu: cảm biến mô-men xoắn, cặp nhiệt điện, gia tốc rung, tín hiệu bộ phân giải/mã hóa
- Chạy trình tự kiểm tra tự động: bản đồ hiệu suất, NVH quét, ngâm nhiệt, mô phỏng chu trình truyền động
Một chương trình xác nhận eAxle hoàn chỉnh trên hệ thống EVP thường mất 5–10 ngày thử nghiệm cho một thiết kế mới, 1–2 ngày để kiểm tra nghiệm thu lô sản xuất.
Câu hỏi thường gặp
Hệ thống EVP có thể kiểm tra cả cấu hình dẫn động cầu trước và dẫn động cầu sau không?
Đúng. Bộ điều hợp giao diện cơ học phù hợp với các cấu hình trục khác nhau. Dành cho AWD (dẫn động bốn bánh) hệ thống với động cơ phía trước và phía sau độc lập, Mỗi bộ phận hộp số-động cơ được thử nghiệm độc lập trừ khi có sẵn một buồng thử nghiệm song song với bốn lực kế.
Sự khác biệt giữa thử nghiệm eAxle và thử nghiệm động cơ riêng biệt là gì + hộp số?
eAxle là một thiết bị tích hợp sẵn có vỏ dùng chung - bạn chỉ kết nối ở mặt bích trục. Động cơ riêng biệt + hộp số yêu cầu hai giao diện cơ học (trục động cơ và trục đầu ra hộp số) và phần cứng khớp nối trung gian. Kiểm tra eAxle thường thiết lập đơn giản hơn nhưng yêu cầu động lực kế trục mô-men xoắn cao hơn do hệ số nhân hộp số đã được tích hợp.
Hiệu suất hộp số được đo như thế nào trên hệ thống EVP?
Đồng thời: mô-men xoắn trục động cơ × tốc độ trục động cơ = công suất cơ khí đầu vào hộp số. Mô-men xoắn trục × tốc độ trục = công suất cơ học từ hộp số (tính toán tỷ lệ tốc độ). Hiệu suất hộp số = công suất đầu ra / nguồn điện đầu vào. Tính toán này chạy liên tục trong phần mềm kiểm tra tại mỗi điểm vận hành.
Hệ thống kiểm tra có bao gồm khả năng kiểm tra biến tần không?
Đúng. Bộ phân tích công suất đo cả bus DC (đầu vào biến tần) và các thiết bị đầu cuối AC 3 pha (đầu ra từ biến tần đến động cơ), cho phép tính toán hiệu suất biến tần tách biệt với hiệu suất động cơ. Hiệu suất tổng thể của hệ thống = (đầu ra cơ khí trục) / (Đầu vào điện bus DC).
Thị trường nào đang thúc đẩy nhu cầu về hệ thống kiểm tra hệ thống truyền động EV?
Trung Quốc vẫn là thị trường lớn nhất, được điều khiển bởi GB/T 18488 yêu cầu phê duyệt kiểu. Trung Đông đang phát triển nhanh chóng khi các quy định về xe điện trong khu vực có hiệu lực. Đông Nam Á (Thái Lan, Indonesia, Việt Nam) đang nổi lên như một trung tâm sản xuất cho cả thương hiệu xe điện Trung Quốc và phương Tây, tạo ra nhu cầu về khả năng kiểm tra địa phương. thị trường CIS (Nga, Kazakhstan) đang tăng cường áp dụng xe điện với các yêu cầu về nội dung địa phương đòi hỏi khả năng xác nhận trong nước.
Phần kết luận
Hệ thống kiểm tra hệ thống truyền động EV là công cụ thiết yếu để xác nhận hệ thống truyền động điện hoàn chỉnh trước khi tích hợp vào xe. Bằng cách đo lường hiệu quả, NVH, và hiệu suất nhiệt ở cấp độ hệ thống — không chỉ ở cấp độ động cơ — các kỹ sư xác định các vấn đề tích hợp mà nếu không sẽ chỉ xuất hiện trong thử nghiệm ở cấp độ xe đắt tiền.
Dòng EVP của EconoTest bao gồm các cấu hình động cơ đơn đến động cơ kép từ 50 kW để 800 kW, với khả năng mô phỏng toàn bộ chu trình truyền động và tuân thủ các tiêu chuẩn EV của Trung Quốc và quốc tế.
→ Liên hệ với chúng tôi để thảo luận về cấu hình hệ thống truyền động và các yêu cầu của chương trình thử nghiệm.
bài viết liên quan
- Hướng dẫn về băng thử nghiệm động cơ EV Drive
- Thử nghiệm động cơ xe máy điện
- Ghế thử động cơ xe đạp điện dẫn động giữa
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.
