상용 전기차 파워트레인은 최고 마력뿐만 아니라 차량의 본래 목적을 달성하는 데 필요한 에너지 소비량을 기준으로 평가해야 합니다. 단거리 가속 테스트에서 우수한 성능을 보이는 트럭이라도, 특히 도로 속도, 모터 온도, 주행 조건이 변하는 몇 시간 동안의 부하 주행 후에는 성능이 달라질 수 있습니다. OEM 엔지니어에게 어려운 점은 서로 다른 작동 지점이나 테스트 조건에서 나온 공급업체의 효율 수치를 비교하는 것입니다. 따라서 파워트레인 구성 승인 전에 구동계 손실, 차량 운행 주기, 연속 성능, 통합 요구 사항 등을 종합적으로 평가하는 것이 중요합니다.
마력이 비슷한 두 파워트레인이 왜 서로 다른 효율 결과를 보일 수 있을까요?
최대 출력은 비슷한 두 공급업체의 전기 파워트레인을 상상해 보세요. 두 시스템 모두 차량의 초기 가속 요구 사항을 충족하고 사양표상으로도 동등해 보입니다. 하지만 모터가 중간 속도 또는 부분 부하에서 작동할 때 효율 특성은 상당히 다를 수 있습니다.
최대 마력은 특정 조건에서 발휘할 수 있는 최대 기계적 출력을 나타냅니다. 효율은 유용한 출력과 에너지 투입량 간의 관계를 설명합니다. 시스템은 상당한 출력 성능을 갖추고 있더라도 차량이 가장 자주 접하는 조건에서 효율적으로 작동하지 않을 수 있습니다.
상용 차량의 경우 운행 패턴이 반복적인 경우가 많기 때문에 이러한 구분이 특히 중요해집니다. 배송 트럭은 고객 사이를 이동하는 데 몇 시간을 보낼 수 있으며, 고속도로 트랙터는 장시간 동안 비교적 좁은 속도 범위를 유지할 수 있습니다. 따라서 상용 차량의 가장 중요한 운행 지점은 최대 출력과 관련된 지점이 아닐 수도 있습니다.
작동 범위 전반에 걸쳐 효율성을 비교하십시오.
공급업체의 최대 효율 수치는 유용하지만, 효율 맵은 다양한 토크 및 속도 조합에서 모터의 동작을 보다 완벽하게 보여줍니다.
OEM 입장에서 다음으로 중요한 질문은 해당 차량이 지도에 표시된 효율적인 운행 지역에서 정기적으로 운행될 것인가 하는 점입니다.
저속 토크를 중심으로 설계된 파워트레인을 생각해 봅시다. 모터와 감속비가 차량의 일반적인 주행 속도에 제대로 맞춰지지 않으면, 파워트레인은 가장 효율적인 작동 영역을 벗어난 상태로 상당한 시간을 보낼 수 있습니다. 이와는 다른 구성으로 동일한 주행 거리에서 비슷한 최대 출력을 내면서도 더 적은 전기 에너지를 소비할 수 있습니다.
따라서 비교는 모터 작동 특성과 실제 차량 요구 사항을 연관시켜야 합니다. 관련 사항은 다음과 같습니다. 전기 구동 시스템 구성 그러면 최대 출력만을 기준으로 비교하는 대신 해당 요구 사항에 비추어 평가할 수 있습니다.
OEM 업체는 어떻게 작동률 데이터를 활용하여 실제 에너지 소비량을 평가할 수 있을까요?
공급업체가 통제된 테스트에서 인상적인 효율성 결과를 제시할 수 있지만, 해당 테스트가 실제 차량을 얼마나 정확하게 대표하는지 알지 못하면 그 수치를 해석하기 어렵습니다.
견적 요청서 검토 과정에서 동일한 파워트레인을 여러 상업용 애플리케이션에 적용하려는 경우 이러한 문제가 자주 발생합니다. 정차가 잦은 배송 트럭은 정격 출력 요구 사항이 겹치더라도 주로 고속도로에서 운행하는 트랙터와는 에너지 요구량이 다릅니다.
평가는 대표적인 운행 프로필을 기반으로 시작해야 합니다. 차량 질량, 적재량 변화, 도로 속도, 가속 빈도, 경사도 및 운행 시간은 구동계가 작동하는 영역과 소비하는 에너지량을 결정합니다.
차량 요구사항을 비교 가능한 테스트 조건으로 변환합니다.
공급업체와의 논의를 효율적으로 진행하는 유용한 방법은 효율성 데이터를 요청하기 전에 공통적인 운영 조건을 설정하는 것입니다.
- 차량 작동 상태
- 공급업체에 요청할 정보
- 부하 가속도
- 요구되는 토크와 속도에서의 모터 및 구동계 효율
- 일반 순항
- 대표적인 도로 주행 속도에서의 에너지 입력 및 기계적 출력
- 지속적인 등반
- 연속 출력 및 열 작동 한계
- 저속 작동
- 예상 토크 및 속도 조건에서의 효율
- 확장된 듀티 사이클
- 열 안정화 후 에너지 소비량 및 성능
이 표는 제안들을 비교하기 위한 틀을 제공하지만, 최종 운영 점수는 차량 프로그램에서 결정해야 합니다. 고속도로 속도로 대부분의 시간을 보내는 트럭을 정지 상태에서 반복적으로 가속하는 시내 차량과 동일한 가중치로 평가해서는 안 됩니다.
구매팀에게 있어 공급업체의 효율성 수치는 테스트 조건과 각 운영 영역에서 소요된 시간 비율이 명확하게 기록되어 있을 때 더욱 유용해집니다.
더 넓은 상용 트럭 적용 요건 이는 또한 전기 구동계 선택이 일반적인 상용차 사양이 아닌 차량의 용도에 맞게 이루어져야 하는 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.
구매자는 파워트레인 효율 테스트 결과를 비교할 때 무엇을 살펴봐야 할까요?
두 효율 수치는 동일한 시스템 경계를 나타내지 않는 한 공정하게 비교할 수 없습니다.
독립적으로 테스트된 모터는 인버터, 감속 장치, 베어링 및 기타 기계 부품을 포함하는 전체 구동계와 비교했을 때 다른 효율 결과를 나타낼 수 있습니다. 측정 대상을 명확히 구분하지 않고 이러한 수치를 비교하면 공급업체에 대한 잘못된 평가로 이어질 수 있습니다.
이 문제는 여러 구성 요소가 하나의 어셈블리에 통합된 전기 구동 시스템을 검토할 때 특히 중요합니다.
공통 측정 경계를 설정하십시오
구매자는 시험 보고서를 비교하기 전에 보고된 효율이 모터, 모터 및 인버터, 전기 구동축 또는 기타 정의된 어셈블리를 나타내는지 확인해야 합니다.
시험 문서에는 관련 속도 및 토크 조건, 전기 입력 측정값, 기계적 출력 측정값 및 열 상태도 명시되어야 합니다.
시험 방법이 서로 다른 경우, 엔지니어링 팀은 결론을 도출하기 전에 추가 데이터 또는 공통 검증 절차가 필요할 수 있습니다.
공급업체가 제시한 최대 효율 수치는 완전한 효율 지도를 대체하는 용도로 사용해서는 안 됩니다. 또한 단기간의 결과를 지속적인 차량 운행을 대표하는 것으로 간주해서도 안 됩니다.
두 공급업체를 동일한 차량 조건 및 시스템 범위 내에서 평가할 때 구매 결정의 정당성이 더욱 높아집니다. 테스트 방법론의 차이점이 있다면 단일 비교 수치에 숨기기보다는 기록해 두어야 합니다.
차량 시험 중 관찰되는 효율에 열적 특성이 어떤 영향을 미칠까요?
전기 파워트레인은 전기적 손실과 기계적 손실을 통해 열을 발생시킵니다. 작동 온도가 변함에 따라 부품 특성과 출력 또한 변할 수 있으므로, 장시간 작동 시 측정되는 효율에 열적 조건이 중요한 영향을 미칩니다.
이는 상용 전기차 프로그램에 특히 어려운 과제를 안겨줍니다. 구동계는 초기 테스트에서는 효율 목표를 달성할 수 있지만, 장거리 오르막 주행, 반복적인 가속 또는 몇 시간 동안의 연속 사용 후에는 열 조건이 달라질 수 있습니다.
이러한 이유로 시험 결과에는 해당 결과가 얻어진 조건을 이해할 수 있도록 충분한 열 정보가 함께 제공되어야 합니다.
시스템이 작동 온도에 도달한 후 성능을 검토하십시오.
엔지니어는 단기 성능과 지속적인 부하 상태에서 작동하는 파워트레인의 동작을 구분해야 합니다.
긴 경사로를 오르는 트럭의 경우, 공급업체는 연속 출력 및 작동 온도 평가 방법을 설명해야 합니다. 열 보호 기능으로 인해 사용 가능한 출력이 감소하는 경우, 시제품 테스트 후에 발견하는 것이 아니라 차량 매칭 단계에서 이러한 사항을 고려해야 합니다.
냉각 요구 사항 또한 논의 대상입니다. 냉각 시스템을 포함한 보조 장비를 작동하는 데 필요한 에너지는 구동계 자체가 효율적으로 작동하더라도 차량 전체 에너지 소비에 영향을 미칠 수 있습니다.
그만큼 전기 구동 시스템의 기술 통합 이는 구동계 하드웨어와 차량 제어 요구 사항이 어떻게 조화를 이루는지에 대한 논의를 위한 적절한 출발점을 제공합니다.
OEM에게 중요한 차이점은 부품 효율 측정과 완성차의 에너지 성능 측정 사이의 차이입니다. 둘 다 유용하지만, 서로 다른 엔지니어링 질문에 대한 답을 제공합니다.
OEM 업체는 공급업체를 승인하기 전에 어떤 효율성 증거를 요청해야 할까요?
부품 선정 단계에서 적합해 보이는 파워트레인이라 할지라도, 의도된 차량 구성에서 그 성능을 재현할 수 있음을 입증해야 합니다.
프로젝트가 공급업체 선정 단계에 도달할 때쯤에는 정격 출력과 최대 효율에 대한 논의를 넘어 더 심도 있는 논의가 이루어져야 합니다. 엔지니어링 팀은 어떤 작동 조건이 테스트되었는지, 제안된 하드웨어가 테스트된 구성과 일치하는지, 그리고 생산 승인 전에 어떤 추가 작업이 필요한지 등을 파악해야 합니다.
테스트 증거를 운영 환경 구성에 연결합니다.
효과적인 기술 검토에서는 테스트 중에 사용된 구동계 구성, 관련 모터, 인버터, 감속 시스템 및 제어 사양을 파악해야 합니다.
감속비, 냉각 장치, 타이어 크기 또는 차량 운행 프로필의 변경은 구동계 작동 조건을 바꿀 수 있습니다. 이러한 변경이 발생하면 추가 테스트가 필요한지 여부를 판단하기 위해 기존의 효율 측정 결과를 검토해야 합니다.
제조 과정의 일관성 또한 고려해야 할 사항입니다. 제조 및 생산 능력 잠재적 공급업체의 정보는 기술 제안서와 함께 검토하여 승인된 구성 및 생산 변경 사항이 어떻게 관리되는지 파악할 수 있습니다.
최종 승인을 하기 전에 OEM과 공급업체는 필요한 테스트 데이터, 승인 기준, 미완료된 검증 작업 및 차량 개발 중 발생한 변경 사항에 대한 책임에 대해 합의해야 합니다.
상용차 요구사항에 맞는 파워트레인 효율을 찾는 데 도움이 필요하신가요?
효율성 목표가 실제 차량 운행 조건에 맞춰 조정되면, 다음 단계는 제안된 구동계 구성이 이러한 목표를 어떻게 충족할지 논의하는 것입니다. 항저우 현대 e-드라이브 기술 유한회사 이 회사는 다양한 트럭 구성 및 운영 요구 사항을 포괄하는 신에너지 상용차용 분산형 전기 구동 시스템을 개발합니다. 포트폴리오에는 다음이 포함됩니다. EA5000N 듀얼 모터 분산형 e-액슬 그리고 EA3800N 단일 모터 분산형 e-액슬 이러한 구성은 축하중, 모터 배치, 차량 설치 및 구동계 매칭과 관련된 논의를 위한 다양한 출발점을 제공합니다. OEM 팀은 차량 데이터, 작동 프로필 및 효율성 요구 사항을 활용하여 프로젝트별 평가에 필요한 기술 정보와 검증 조건을 설정할 수 있습니다.
결론
최대 마력은 상용 전기차의 성능을 나타내는 중요한 지표이지만, 차량의 전체 수명 주기 동안 얼마나 효율적으로 작동할지는 설명할 수 없습니다. 효과적인 구매 평가에는 대표적인 작동 주기 데이터, 비교 가능한 효율 측정 결과, 열 작동 조건, 그리고 전체 구동계의 요구 사항을 종합적으로 고려해야 합니다. OEM 팀은 파워트레인 공급업체를 승인하기 전에 공통 테스트 범위를 설정하고, 제안된 생산 구성을 확인하며, 필요한 추가 검증 작업을 파악해야 합니다. 이러한 단계를 통해 효율성 관련 주장을 비교하고 차량 개발 과정에서 불확실성을 줄이는 데 더욱 명확한 기준을 마련할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
1. 공급업체의 최대 효율 수치로 상용 전기차의 에너지 소비량을 예측할 수 있을까요?
그 자체만으로는 충분하지 않습니다. 최고 효율은 특정 작동 지점에서의 성능을 나타내는 반면, 차량 에너지 소비량은 작동 주기 전체에 걸쳐 발생하는 토크, 속도 및 작동 조건에 따라 달라집니다. 대표 효율 지도와 차량 수준 에너지 평가를 통해 더 유용한 정보를 얻을 수 있습니다.
2. OEM은 견적 요청 시 어떤 효율성 데이터를 요청해야 할까요?
관련 토크 및 속도 조건에 따른 효율 데이터와 함께 시험 범위, 작동 온도, 연속 출력 용량 및 구동계 구성 정보를 요청하십시오. 공급업체는 보고된 수치가 개별 부품에 대한 것인지 아니면 제안된 전체 어셈블리에 대한 것인지 명확히 밝혀야 합니다.
3. 두 공급업체의 효율성 수치를 직접 비교할 수 있습니까?
시스템 경계 및 시험 조건이 충분히 유사할 때만 가능합니다. 모터 단독 효율 수치는 전체 구동계 효율과 동일하게 간주할 수 없습니다. 비교 전에 측정 구성 요소, 작동 지점, 온도 및 시험 방법의 차이점을 해결해야 합니다.
4. 동력 전달 장치가 장시간 작동할 때 더 많은 에너지를 소비하는 이유는 무엇일까요?
작동 온도, 구동계 손실, 냉각 요구량 및 변화하는 차량 상태는 장시간 작동 시 에너지 소비에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 단시간 측정에만 의존하기보다는 시스템이 정상 작동 온도에 도달한 후 어떻게 작동하는지 파악하기 위한 테스트를 수행해야 합니다.
5. OEM 업체는 파워트레인 공급업체를 승인하기 전에 무엇을 확인해야 할까요?
제안된 하드웨어가 테스트된 구성과 일치하는지, 효율성 증거가 의도된 차량 작동 주기를 나타내는지, 그리고 공급업체가 미완료된 검증 작업을 지원할 수 있는지 확인해야 합니다. 승인 전에 엔지니어링 변경 및 생산 구성 관리에 대한 책임도 합의해야 합니다.