Teknologi til elektriske og hybride køretøjer
Test af el- og hybridbilteknologi
Elektrisk fremdrift er hurtigt ved at blive mere eller mindre obligatorisk at inkludere i alle OEM's bilsortiment. Der findes mange navnekonventioner for de forskellige køretøjsteknologier, der er tilgængelige i øjeblikket. Hovedkategorierne er batterielektrisk køretøj (BEV) og hybridelektrisk køretøj (HEV), som også omfatter en forbrændingsmotor (ICE). Den største forskel mellem traditionel drivlinjetest og HEV/BEV-test er denne tilføjelse af en eller flere elektriske motorer, inklusive inverterteknologi, batterikøling og transmissionsdesignet. Elmotoren betyder nye udfordringer i forhold til forbrændingsmotoren. Se vores komplette applikationsudbud inden for elbiler her.
I forhold til test af støj, vibrationer og hårdhed (NVH) af HEV'er og BEV'er, er der en række faktorer at overveje:
- Almindelige elektriske motortyper er den permanente magnet synkronmotor (PMSM), induktionsmotoren og den koblede reluktansmotor.
- Inverteren bruger pulsbreddemodulationsteknologi (PWM) til at omdanne højspændings-DC batteristrøm til 3-faset vekselspænding til motoren. Skiftefrekvens og sidebånd kan være inden for det hørbare område.
- En gearkasse til en BEV har typisk et og sidste gear, hvilket betyder, at dette gear skal klare hele omdrejningsområdet. En mulig transmissionsfejl er vigtig at opdage, og nogle leverandører mangler tilstrækkelig erfaring med bilindustrien.
- Vand- eller luftkøling/opvarmning er nødvendig for at batterisystemet kan køre. Ydermere skaber kontaktorer til at forbinde højspændingsbatteriet en stødstøj ved opstart/nedlukning, som kan være meget forstyrrende.
- Nogle BEV'er har en rækkeviddeforlænger (RE). Dette er en hjælpestrømenhed og generator til opladning af batteriet uden adgang til en strømforsyning.
Lær mere om udfordringerne, og hvordan du vælger den rigtige mikrofon
Udvalgte produkter
- GRAS 146AE
Idealet, fritfelt mikrofon til næsten al akustisk NVH-test - GRAS 147AX
Bedst egnet til situationer, hvor pladsbegrænsninger vil begrænse brugen af en standardmålemikrofon - GRAS 42AG
Den ideelle løsning til kalibrering
Ressourcer
AKUSTISKE TESTTYPER INDEN FOR ELEKTRISK OG HYBRID KØRETØJSTEKNOLOGISK TEST
En række akustiske testprincipper er generelle uanset fremdriften, men især test af elektriske motorer og validering af computermodeller kræver mere indsats, når det kommer til BEV'er og HEV'er. Støjniveauet fra elmotoren er meget lavere, og den tonale støj indeholder meget højere frekvenser sammenlignet med en ICE. Dette bemærkes mest under kørsel med lav hastighed. Den dominerende lyd fra elmotoren er den magnetiske lyd, som genererer en klynkende lyd, nogle gange kaldet "sporvognsstøj". Støj er også vigtigt ved regenerering (friløb med batteriopladning). Styresystemet, dvs. inverteren forårsager andre frekvenser. Et køretøj, der kun kører ved hjælp af elmotoren, giver færre auditive maskeringseffekter ved lave frekvenser, og det betyder, at andre krav til komponentstøj skal ændres i overensstemmelse hermed. Andre nye lyde introduceres også som komponentstøj og vand- eller luftkøling/varme til batterierne. En BEV kræver elektrisk drevet tilbehør som en A/C kompressor i stedet for remdrevne systemer til ICE. A/C-kompressoren kan også køre under opladning for at køle batteriet ned.
BEV og HEV test
Gearkassens klynkende støjtest udføres med lignende procedurer som for gearkassen til en ICE-motor. Tests i en drivlinjetestrig, lydstyrke og vibrationer og køretøjstest udføres på et NVH-chassisdynamometer.
En rækkeviddeforlænger skal analyseres efter behov afhængigt af type. Denne komponent vil naturligvis fungere uafhængigt af kørehastigheden, hvilket i øjeblikket er en usædvanlig oplevelse for føreren.
Eksempel
Køretøjsinteriør magnetisk støj og transmissionsstøj analyseres som lydtrykniveau (SPL) og elmotorordrer. Ordreniveauet kontra baggrundsstøj, især over ca. 1 kHz, er vigtigt. Kvinen kan også analyseres ved brug af nogle af metoderne til tonalitet. Til dette formål er det vigtigt at have adgang til elmotorspecifikationerne for at kende de vigtigste magnetiske ordrer. Inverter-støjen samt skiftefrekvens og sidebånd kan analyseres ved hjælp af f.eks. hurtig Fourier transformation (FFT) kort.
Computermodelvalidering
Mange af designbeslutningerne og verifikationerne foretages, før en prototypedel eller et køretøj fremstilles. De computerstøttede ingeniørmodeller (CAE) skal dække elektriske motorstyringssystemer og den vibroakustiske opførsel af motoren såvel som køretøjet. Målinger fra eksisterende biler eller systemer bruges til at korrelere simuleringerne. Mule køretøjer (eksisterende biler modificeret med nye koncepter) bruges også. Korrelationstest omfatter driftstest, kildestyrke og overførselsfunktioner.
Generelt måles modal analyse og overførselsfunktioner, støjoverførselsfunktioner (NTF) og akustiske overførselsfunktioner (ATF). Ydermere bruges slaghammer, rysteapparater og volumenhastighedskilder eller selve komponenten til excitation. For forudsigelse og CAE-korrelation er elektrisk motoroverfladestråling (lydeffekt) vigtig, og de standardiserede køretøjsverifikationstests bruges også til CAE-modelverifikation.