자동차 테스트 장비의 드라이브 및 모터

테스트 장비는 자동차 및 항공우주 산업에서 광범위하게 사용되어 다양한 차량을 테스트합니다. Andy Pye는 이러한 시스템 내에서 드라이브와 모터가 어떻게 사용되는지 살펴봅니다.

드라이브 시스템이 사용되는 자동차 산업의 일반적인 애플리케이션은 다음과 같습니다.

• 자동차 및 오토바이 산업을 위한 회전 도로 테스트 스탠드
• 엔진 테스트 스탠드 – 전기 및 연소 엔진 생산용
• 자동차 및 기계 제조 산업의 공급업체를 위한 변속기/기어박스 테스트 스탠드
• 전기 차량 테스트 스탠드 – 차량 인버터에 전원을 공급하기 위한 DC 전원 사용

자동차 제조업체는 종종 생산 라인에서 엔진을 무작위로 선택하고 엄격한 테스트를 거쳐 모든 주요 설계 요구 사항 및 매개변수를 충족하는지 확인합니다.

자동차 제조업체 및 1차 공급업체의 자체 테스트 외에도 자동차 테스트 장비는 전문 테스트 하우스에서도 사용됩니다. 예를 들어, Horiba Mira는 글로벌 자동차 산업에 테스트 엔지니어링 서비스를 제공하고, 규정 및 표준에 대한 테스트, 고객별 요구 사항에 대한 테스트, 적절한 테스트 절차 및 방법 개발에 대한 광범위한 경험을 보유하고 있습니다. 이 조직은 종합적인 안전 연구소(충돌, 충격 시뮬레이션, 보행자)를 포함하여 37개 이상의 주요 테스트 시설을 자랑합니다. 차량 및 구성 요소 환경 시설; 본격적인 공기역학적 풍동; 차량 및 부품 EMC(전자기 호환성); 및 구성 요소 및 구조 테스트 랩.

AC 가변 속도 드라이브는 매우 역동적이고 정확하며 선형적이고 반복 가능한 방식으로 실제 조건을 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있기 때문에 테스트 장비 애플리케이션에 매우 적합합니다. 반응이 매우 빠르며 빠르게 중지하고 시작하여 고속 이벤트를 복제할 수 있습니다.

회생 드라이브가 자주 사용되므로 모터가 에너지를 흡수하거나 부하를 제공할 때 드라이브가 전력을 재생하여 이 에너지를 공급 장치로 되돌리고 운영 비용을 절감할 수 있습니다.

이러한 애플리케이션에 사용되는 모든 드라이브는 낮은 리플 전압 및 전류로 에너지 효율성과 높은 제어 정밀도를 위해 최적화되어야 합니다. 드라이브는 종종 토크 증폭기로 사용되기 때문에 우수한 토크 응답이 중요합니다. 따라서 토크 기준에서 모터 샤프트의 토크까지의 시간을 최소화해야 합니다. 실제 토크가 토크 기준을 더 가깝게 따를수록 더 쉽게 수행할 수 있습니다. 제어 시스템을 통해 전반적인 테스트 장비 성능이 향상됩니다.

샤시 동력계

자동차 테스트 장비의 가장 일반적인 유형은 섀시 동력계, 엔진 동력계 및 변속기 장비입니다. 섀시 동력계 테스트는 일반적으로 수행되는 테스트 유형에 따라 테스트 장치 액슬 또는 휠당 하나의 드라이브와 모터를 사용합니다.

CP Engineering은 자동차 산업을 위한 엔진 및 섀시 동력계 테스트 시스템, 변속기 테스트 시스템 및 기타 테스트 장비를 제조합니다. Castrol, Cosworth Technology, Delphi 및 Shell을 포함하여 이 분야의 많은 선도 기업에 시스템을 공급했습니다.

CP의 'Cadet' Windows NT 기반 제어 및 데이터 로깅 시스템의 아날로그 인터페이스는 드라이브의 폐쇄 루프 벡터 제어와 동기화됩니다. 테스트 시스템은 실제 차량과 동일한 부하/속도 프로파일을 제공하기 위해 정확하게 동기화된 실시간 제어 및 처리가 필요합니다. 따라서 제어 루프의 응답은 주어진 주기 시간(일반적으로 3.25ms) 내에서 일관되게 유지되어야 합니다. 드라이브는 또한 오버런 조건을 시뮬레이션하기 위해 모터링이 가능해야 합니다.

크랭킹 소프트웨어는 구동축을 보호합니다. 엔진이 점화되고 가속되면 드라이브가 제로 토크로 전환되어 엔진 공회전을 시뮬레이션합니다. 분명히 이것은 기존의 동력계로는 할 수 없으며 CP에게 경쟁력을 제공합니다.

롤링 로드 및 브레이크 테스트 스탠드

여기에서 다양한 테스트 프로필과 트랙이 시뮬레이션되고 사전 프로그래밍되어 제동, 시동 또는 라운드 커브, 크로스컨트리 및 오프로드 주행을 포함하여 주행 저항을 가능한 한 사실적으로 재현합니다. ABS(Anti-lock Braking System) 및 EPS(Electric Power Steering)와 같은 내부 및 안전 관련 차량 기능도 테스트됩니다. 빠른 응답 보상을 통해 전체 파워트레인에 대한 마찰, 전기 및 열 종속성, 관성 모멘트를 고려하여 매우 정확하고 재현 가능한 측정값을 얻을 수 있습니다.

엔진 테스트 스탠드

구동 시스템은 개발 센터와 모터 제조의 엔진 테스트 스탠드에서 사용됩니다. 모든 테스트 스탠드와 마찬가지로 핵심은 일상적인 작동 조건을 정확하게 시뮬레이션하는 것입니다.

다양한 테스트 패턴 및 속도, 토크 및 카운터 토크 사이클, 내구성 테스트 또는 단기 부하와 같은 연소 및 전기 엔진의 품질 평가에 대한 특정 요구사항이 있습니다.

주파수 변환기는 필요한 토크 곡선을 정확하게 생성하는 동시에 연소 엔진에서 생성된 에너지를 재활용함으로써 사인파 주전원 전류로부터 전기 주전원 공급을 절약할 수 있습니다.

테스트 엔지니어는 공진과 기술적 한계를 노출시키는 특정 속도와 토크를 테스트 샘플에 적용할 수도 있습니다.

변속기/기어박스 테스트 스탠드

여기서 내연기관의 토크 펄스 및 주행 특성이 테스트 중인 변속기/기어박스에 적용됩니다. 실시간 이더넷에서 모든 드라이브 컨트롤러를 네트워킹함으로써 인버터 전류와 속도 제어 회로의 필수 동기화는 테스트 결과가 실제 조건을 반영하도록 합니다. 이렇게 하면 제어 시스템에서 원치 않는 균형 조정이 필요하지 않습니다.

전력 전자 장치는 다양한 변속기/기어박스 유형에 대한 입력 및 출력 드라이브 역할을 합니다. 4개의 로드 머신이 휠/로드 시스템을 대체하고 주행 프로필을 나타내는 반면 입력 드라이브는 내연 기관을 시뮬레이션합니다.

엔진 토크 맥동 시뮬레이션(ETPS)은 개발 테스트 스탠드에서 내연 기관을 재현합니다. 이러한 유형의 테스트 스탠드에 대한 높은 요구 사항을 충족하기 위해 저질량 관성 영구 자석 동기 모터 및 비동기 모터가 사용됩니다.

전기 자동차용 테스트 장비

새로운 개발에는 새로운 테스트 기술이 필요합니다. 차량 인버터, 모터/엔진 및 변속기/기어박스로 구성된 하이브리드 및 전기 구동 차량의 파워 트레인은 전체 시스템으로 테스트할 수 있으며, 모두 공통 DC 버스 구성으로 연결되어 회생 전력(예:제동 중)이 가능하게 합니다. 재순환.

설치된 모터 전력의 경우 계통 연결 인버터의 정격 전력이 최소화되어 자본과 에너지 비용을 절약할 수 있습니다. 시스템의 주요 기능은 모든 제어 루프가 동기화되어 시스템 공진의 위험을 크게 줄이는 것입니다.