Kiểm tra động cơ hệ thống quản lý nhiệt EV: Bơm làm mát, Máy nén lạnh, và xác nhận thiết bị truyền động

Động cơ ẩn bên trong mỗi chiếc xe điện

Một chiếc xe điện chứa nhiều động cơ điện hơn động cơ dẫn động các bánh xe. Chỉ riêng hệ thống quản lý nhiệt có thể sử dụng bốn đến tám thiết bị cơ giới: một máy bơm làm mát điện áp cao tuần hoàn glycol qua vòng lặp điện tử và pin, một máy nén điện xoay chiều phục vụ mạch làm mát cabin và ắc quy, van làm mát điện, một máy bơm điện áp thấp thứ cấp cho mạch sưởi cabin, và trong một số kiến ​​trúc, máy bơm làm lạnh dùng pin chuyên dụng và máy bơm làm mát động cơ điện tử có mạch độc lập. Cùng nhau, những động cơ phụ này tiêu thụ 1–3 kW năng lượng của pin ở nhiệt độ môi trường xung quanh lạnh—đủ để giảm 15–25% phạm vi hoạt động trong mùa đông.

Việc xác nhận các động cơ này đòi hỏi một triết lý thử nghiệm cơ bản khác với thử nghiệm động cơ kéo. Mức công suất còn khiêm tốn (100 Vào cái này 5 kW), nhưng môi trường hoạt động rất khắc nghiệt: động cơ bơm chất làm mát chạy ngập hoàn toàn trong chất làm mát mà không có phốt trục; Động cơ máy nén lạnh hoạt động bên trong vỏ kín ở áp suất 10–30 bar và nhiệt độ môi chất lạnh 80–120°C; cả hai đều phải sống sót 10+ năm và 10,000+ chu trình nhiệt không có rò rỉ hoặc hư hỏng cách điện. Hướng dẫn này phác thảo các hạng mục kiểm tra chính và các yêu cầu về băng ghế dự bị cho từng loại động cơ quản lý nhiệt chính.

Kiểm tra động cơ bơm làm mát

Máy bơm làm mát EV hầu như chỉ có thiết kế ly tâm rôto ướt: rôto động cơ và cánh quạt nằm bên trong chất lỏng, ngăn cách với stato bằng một hộp mỏng (thường là thép không gỉ hoặc PEEK). Không có phốt trục, vì vậy độ tin cậy rò rỉ phụ thuộc hoàn toàn vào tính toàn vẹn của hộp và sự bao bọc của stato.

1. Bản đồ hiệu suất thủy lực và điện

Bàn thử nghiệm đo đầu bơm (tăng áp lực, tính bằng kPa), tốc độ dòng chảy (L/phút qua Coriolis hoặc lưu lượng kế siêu âm), và công suất trục (lấy từ công suất đầu vào của động cơ trừ đi tổn thất đo được của động cơ) trên phạm vi tốc độ hoạt động. Bản đồ hiệu suất thủy lực xác nhận rằng máy bơm đáp ứng các yêu cầu về lưu lượng khi giảm áp suất hệ thống với điện áp và nhiệt độ quy định của chất làm mát. Các thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ nước làm mát từ −30°C (khởi đầu nguội) đến +90°C (kịch bản thoát nhiệt) để nắm bắt các hiệu ứng độ nhớt.

Số liệu chính: tốc độ dòng chảy trong 5% đặc điểm kỹ thuật ở điện áp định mức và 25°C; tổng hiệu suất động cơ bơm tại điểm thiết kế > 40% (máy bơm nhỏ) ĐẾN > 60% (lớn hơn 500 đơn vị W+).

2. Xếp hạng IP và kiểm tra rò rỉ

Động cơ bơm làm mát phải đáp ứng IP67 hoặc IP68 theo IEC 60529. Bàn thử áp dụng áp suất khí nén (thường là 1,5× áp suất vận hành, tối thiểu 300 kPa) vào mạch làm mát trong khi theo dõi sự sụt giảm áp suất 5 phút. Các thiết bị đầu cuối điện đồng thời phải chịu phun muối theo tiêu chuẩn IEC 60068-2-11. Tính toàn vẹn có thể được xác minh bằng cách phát hiện rò rỉ khí heli cho các mạch quan trọng về an toàn.

3. Tuổi thọ và độ bền đạp xe nhiệt

Thử nghiệm tuổi thọ tăng tốc xoay vòng nhiệt độ chất làm mát trong khoảng từ −40°C đến +95°C với tốc độ 1–3 chu kỳ mỗi giờ, trong khi máy bơm chạy liên tục ở 80% tốc độ định mức. Tải trọng mang (có thể mặc, lực hướng tâm từ bánh công tác) và khả năng tương thích hóa học glycol đều góp phần vào việc ngừng sử dụng. Băng ghế giám sát dòng điện động cơ, rung động trục (thông qua FFT ổ đĩa hiện tại), và tốc độ dòng chảy trong suốt. Lỗi vòng bi xuất hiện khi tiếng ồn tăng lên trong phổ hiện tại ở tần số khuyết tật vòng bi.

Kiểm tra động cơ máy nén cuộn điện

Máy nén điện xoay chiều sử dụng động cơ PMSM hoặc IPM kín chạy trong môi trường lạnh. Việc thử nghiệm các động cơ này kết hợp kỹ thuật hệ thống làm lạnh với đặc tính của động cơ điện, đòi hỏi các biện pháp và thiết bị an toàn chuyên dụng.

4. COP và hiệu quả trong điều kiện vận hành

Băng ghế hiệu suất máy nén mô phỏng áp suất ngưng tụ và bay hơi của mạch làm lạnh thực (sử dụng bộ tăng áp khí ở phía cao và bộ điều chỉnh áp suất ngược ở phía thấp). Công suất đầu vào động cơ (điện) so với chênh lệch entanpy môi chất lạnh giữa máy nén cho hệ số hiệu suất (COP). Các thử nghiệm trải rộng trên phạm vi tốc độ (1,000–9.000 vòng/phút điển hình) và phạm vi tỷ lệ áp suất được chỉ định trong bản đồ máy nén, ở nhiệt độ môi chất lạnh từ −10°C đến +60°C.

Số liệu chính: COP ≥ 2.5 ở điều kiện xếp hạng A tiêu chuẩn (IEC 60335-2-34 chu kỳ tham chiếu); hiệu suất đẳng entropy > 70% tại điểm thiết kế.

5. Điện trở cách điện trong môi trường lạnh

Dầu làm lạnh và máy nén làm suy giảm khả năng cách điện của cuộn dây khác với không khí. Hệ thống cách điện động cơ phải đạt tiêu chuẩn 2×Umax + 1,000 Thử nghiệm hipot V AC sau khi ngâm chất làm lạnh 24 giờ ở áp suất và nhiệt độ định mức. IEC 60335-2-34 cũng yêu cầu kiểm tra điều hòa độ ẩm. Đo điện trở cách điện một cách chính xác bên trong bình chịu áp đòi hỏi các kết nối điện đi qua được định mức cho áp suất vận hành.

Kiểm tra thiết bị truyền động quản lý nhiệt pin

6. Đặc tính van điều khiển nước làm mát và động cơ bơm

Van điều khiển chất làm mát tỷ lệ sử dụng động cơ bước hoặc DC không chổi than nhỏ để định vị phần tử van. Bàn thử nghiệm đo độ chính xác của vị trí (phản hồi bộ mã hóa vs. vị trí chỉ huy), giữ mô-men xoắn dưới áp suất chênh lệch, và phản ứng bước (thời gian từ 0% ĐẾN 100% du lịch). Kiểm tra vòng đời của van thông qua 500,000 ĐẾN 1,000,000 chu trình đóng mở ở áp suất và nhiệt độ vận hành, giám sát độ lặp lại vị trí và điện trở cuộn dây đối với sự xuống cấp.

7. Tiếng ồn âm thanh trong vòng nhiệt cabin

Tiếng ồn từ động cơ quản lý nhiệt là nguồn NVH đáng kể trong xe điện, thiếu tác dụng che giấu của ICE. Máy bơm nước nóng cabin, đặc biệt, có thể nghe thấy khi không hoạt động ở tốc độ rất thấp. Kiểm tra âm thanh đặt máy bơm vào một thiết bị cố định không phản xạ được tiêu chuẩn hóa và đo SPL trọng số A ở mức 0.3 tôi. Nhiễu từ từ tần số chuyển mạch củaPWM và các sóng hài của nó, cũng như tiếng ồn thủy lực từ tần số chuyển động của cánh quạt, được phân tách bằng phân tích thứ tự.

Điều này có ý nghĩa gì đối với việc lựa chọn băng ghế thử nghiệm

Thử nghiệm động cơ quản lý nhiệt trải rộng trên nhiều chuyên ngành: hệ thống xử lý chất lỏng để thử nghiệm bơm chất làm mát, bình chịu áp suất định mức môi chất lạnh dùng cho thử nghiệm máy nén, và vỏ cách âm chính xác cho NVH. Một kiến ​​trúc băng ghế mô-đun có thể cấu hình lại tải (thủy lực vs. khí động lực) và thiết bị đo đạc (dòng chảy vs. âm thanh vs. chức vụ) xung quanh một nền tảng thu thập dữ liệu và truyền động động cơ chung giúp giảm chi phí vốn cho các chương trình bao gồm nhiều loại động cơ quản lý nhiệt.

Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi hỗ trợ các chương trình thử nghiệm động cơ quản lý nhiệt từ mô tả đặc tính nguyên mẫu đến sàng lọc cuối dây chuyền sản xuất. Để thảo luận về các yêu cầu thử nghiệm đối với động cơ hệ thống nhiệt EV của bạn, nói chuyện với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi.