Kiểm tra động cơ trung tâm trong bánh xe: Hướng dẫn về băng ghế thử nghiệm EV dẫn động trực tiếp

Tại sao thử nghiệm động cơ bánh xe lại khác

Dẫn động trực tiếp trên bánh xe (trung tâm) động cơ đang chuyển từ các ứng dụng xe đạp điện tử và xe tay ga di động sang xe điện nhẹ phổ thông, robot giao hàng, và nền tảng khung gầm ván trượt thế hệ tiếp theo. Tháo hộp số và nửa trục loại bỏ nguồn NVH và tổn thất cơ học, nhưng nó cũng loại bỏ bộ lọc cơ học mà giai đoạn khử thường cung cấp. Mỗi gợn sóng mô-men xoắn, mỗi đợt tăng nhiệt, và mọi cú sốc trên đường đều tác động trực tiếp đến động cơ — đó là lý do tại sao việc xác nhận động cơ trong bánh xe không thể sử dụng lại thiết lập băng thử động cơ ghép trục tiêu chuẩn mà không sửa đổi.

Áp lực thị trường là có thật: Các OEM đang đánh giá các nền tảng ván trượt dẫn động trực tiếp dành cho phương tiện di chuyển vi mô và giao hàng chặng cuối, đặc biệt vì chúng đơn giản hóa đường truyền và giải phóng không gian đóng gói, và động lực kế hệ thống truyền động kết hợp với trung tâm với hai đến bốn máy tải có công suất định mức 220–500 kW và 3.200–7.000 Nm hiện là thiết bị tiêu chuẩn trong các phòng thí nghiệm xác nhận EV. Việc sớm có được kiến ​​trúc băng thử nghiệm phù hợp sẽ tránh được việc thiết kế lại tốn kém sau khi động cơ không đạt yêu cầu về độ bền hoặc thử nghiệm nhiệt vào cuối chương trình.

Cấu trúc của thiết lập thử nghiệm động cơ trong bánh xe

• Không có hộp số trung gian: động cơ được kiểm tra trực tiếp ở tốc độ bánh xe và mô-men xoắn bánh xe - máy tải dyno phải đáp ứng được tốc độ vòng tua thấp, điểm vận hành mô-men xoắn cao mà thử nghiệm động cơ giảm tốc sẽ không bao giờ nhìn thấy ở trục động cơ.
• Phong bì nhiệt hạn chế: động cơ chia sẻ bánh xe tốt với kẹp phanh/rotor phanh, có nghĩa là nhiệt độ môi trường xung quanh vỏ động cơ trong quá trình chạy bền cao hơn nhiều so với nhiệt độ mà động cơ gắn trên băng ghế nhìn thấy ngoài trời - buồng thử nghiệm cần tái tạo nhiệt độ ngâm này, không chỉ nhiệt độ phòng xung quanh.
• Niêm phong và xâm nhập: động cơ trung tâm nằm trực tiếp trong vùng giật gân, vì vậy thử nghiệm môi trường phải bao gồm sự xâm nhập của nước/bụi cùng với hiệu suất điện, không phải là một bước đánh giá năng lực riêng biệt.
• Tải khối lượng không có lò xo: bản thân vỏ động cơ là một phần của khối lượng không có lò xo của hệ thống treo, vì vậy mô phỏng tải trọng hướng tâm và hướng trục phải phù hợp với đường dẫn tải thực của ổ trục bánh xe, bao gồm cả trường hợp tải vào cua và phanh.

Mục kiểm tra cốt lõi

1. Bản đồ hiệu suất và tốc độ mô-men xoắn dẫn động trực tiếp

Vì không có phép nhân bánh răng, động cơ phải cung cấp mô-men xoắn khởi động tối đa gần 0 vòng/phút và duy trì nó mà không cần hộp số để giúp quản lý dòng điện. Bản đồ hiệu quả cần lấy mẫu dày đặc ở tốc độ thấp, góc phần tư mô-men xoắn cao chi phối chu kỳ nhiệm vụ đô thị dừng và đi, không chỉ là điểm hành trình tốc độ trung bình thống trị bản đồ của động cơ hộp số.

Số liệu chính: mô-men xoắn cực đại ở 0–50 vòng/phút, mô-men xoắn liên tục ở dòng điện định mức, độ phân giải bản đồ hiệu quả 5% tốc độ / lưới mô-men xoắn, mỗi IEC 60034-2-1 phương pháp phân chia tổn thất.

2. Giảm nhiệt trong điều kiện ngâm nhiệt

Buồng thử nghiệm phải tái tạo nhiệt phanh tỏa vào bánh xe (lên tới 150–200°C ở bề mặt rôto khi phanh gấp) cùng với tổn thất đồng và sắt của động cơ, sau đó đo khả năng mô-men xoắn liên tục giảm nhanh như thế nào khi nhiệt độ cuộn dây và nam châm tăng.

Số liệu chính: nhiệt độ điểm nóng quanh co vs. thời gian, đường cong suy giảm mô-men xoắn, Biên độ khử từ của nam châm ở tải nhiệt kết hợp trong trường hợp xấu nhất.

3. Mô-men xoắn cogging và gợn sóng mô-men xoắn tốc độ thấp

Không có hộp số để tạo gợn sóng trung bình, mô-men xoắn bánh răng và gợn sóng mô-men xoắn được điều khiển bằng dòng điện điều khiển trực tiếp mang lại sự thoải mái khi lái xe và độ mượt mà khi điều khiển ở tốc độ thấp - rất quan trọng đối với hiện tượng leo dốc, thao tác đỗ xe, và độ chính xác của robot giao hàng dừng lại.

Số liệu chính: biên độ mô men xoắn (%FS của mô-men xoắn định mức), gợn sóng ở tốc độ thu thập dữ liệu 1–5 vòng/phút, phân tích thứ tự hài hòa thông qua FFT của tín hiệu mô-men xoắn.

4. Niêm phong môi trường và độ bền rung / sốc

Vỏ động cơ phải chịu được các tác động đầu vào của đường giống như ổ trục bánh xe: cấu hình rung ngẫu nhiên trên mỗi ISO 16750-3, Thử nghiệm xâm nhập nước/bụi ở cấp độ IP69K, và các sự kiện sốc cơ học do ổ gà và lề đường, tất cả trong khi vẫn duy trì chức năng điện.

Số liệu chính: cấu hình rung đạt/không đạt theo ISO 16750-3 lớp mức độ nghiêm trọng kiểm tra, xác minh xếp hạng bảo vệ xâm nhập, Điện trở cách điện trước/sau chu kỳ sốc.

5. Mô phỏng tải động khối lượng lớn không có nhíp

Một giàn tải bánh xe chuyên dụng áp dụng lực hướng tâm và lực dọc trục kết hợp đại diện cho việc vào cua, tăng tốc, và các trường hợp tải hãm trực tiếp đến bề mặt tiếp xúc vỏ động cơ/ổ trục — không chỉ là tải mô-men xoắn ở trục — để xác nhận tuổi thọ ổ trục và tính toàn vẹn của cấu trúc vỏ dưới tải trọng khung thực tế.

Số liệu chính: khả năng chịu tải xuyên tâm ở tốc độ định mức, khả năng chịu tải dọc trục trong quá trình mô phỏng vào cua, chiếu tuổi thọ vòng bi L10.

6. Phản ứng phanh tái tạo và chống bó cứng

Bởi vì động cơ trung tâm cũng là thiết bị truyền động phanh tái tạo chính, Thời gian đáp ứng mô-men xoắn và hành vi hòa trộn của nó với phanh ma sát cần được xác nhận theo các lệnh đảo ngược mô-men xoắn nhanh chóng, bao gồm cả điều chế kiểu chống bó cứng ở lực kéo thấp.

Số liệu chính: thời gian đáp ứng đảo chiều mô-men xoắn (mục tiêu <50 bệnh đa xơ cứng), độ chính xác mô-men xoắn regen trên phạm vi tốc độ, pha trộn sự chuyển tiếp mượt mà với phanh ma sát.

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

Bàn thử nghiệm động cơ trong bánh xe thực sự là một máy đo lực kết hợp và giàn khoan kết cấu/môi trường: nó cần tốc độ thấp, khả năng tải mô-men xoắn cao thay vì khả năng tốc độ cao, một buồng nhiệt có thể mô phỏng khả năng hấp thụ nhiệt của phanh thay vì chỉ nhiệt độ môi trường xung quanh, và khung tải cơ học áp dụng tải trọng bánh xe hướng tâm/trục thay vì khớp nối mô-men xoắn thẳng hàng đơn giản. Bỏ qua bất kỳ điều nào trong số này - kiểm tra động cơ “khỏa thân” trên một dyno trục tiêu chuẩn không có bối cảnh nhiệt và cơ học của môi trường lắp đặt thực tế của nó — thường xuyên bỏ sót các chế độ hỏng hóc chỉ hiển thị khi động cơ đã quay trở lại bánh xe tốt.

Nếu bạn đang chỉ định băng ghế thử nghiệm cho chương trình động cơ trung tâm dẫn động trực tiếp, đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi có thể giúp xác định phạm vi của loại máy tải, yêu cầu buồng nhiệt, và các thiết bị tải cơ học xung quanh chu kỳ làm việc thực tế của bạn. Nói chuyện với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi để làm việc thông qua đặc điểm kỹ thuật của bạn.