Силовую установку коммерческого электромобиля следует оценивать по тому, сколько энергии она потребляет для выполнения предполагаемой работы автомобиля, а не только по ее пиковой мощности. Грузовик, хорошо работающий во время короткого теста на ускорение, может вести себя иначе после нескольких часов работы с нагрузкой, особенно при изменении скорости движения, температуры двигателя и условий вождения. Для инженеров OEM-производителей сложность заключается в сравнении показателей эффективности поставщиков, которые могут быть получены в разных режимах работы или условиях тестирования. Полезная оценка учитывает потери в трансмиссии, рабочие циклы автомобиля, непрерывную производительность и требования к интеграции до утверждения конфигурации силовой установки.
Почему два силовых агрегата с одинаковой мощностью могут демонстрировать разные показатели эффективности?
Представьте, что два поставщика предлагают электрические силовые установки со сравнимой максимальной мощностью. Обе системы удовлетворяют требованиям к начальному ускорению автомобиля, и их технические характеристики кажутся одинаково подходящими. Однако их характеристики эффективности могут значительно различаться при работе двигателей на умеренной скорости или при частичной нагрузке.
Максимальная мощность описывает максимально возможную механическую мощность, доступную в заданных условиях. КПД описывает соотношение между полезной мощностью и затраченной энергией. Система может обладать значительной мощностью, но при этом работать неэффективно в условиях, наиболее часто встречающихся в транспортном средстве.
Это различие особенно актуально для коммерческих автомобилей, поскольку их режимы работы часто повторяются. Грузовик для доставки может часами перемещаться между клиентами, в то время как тягач может поддерживать относительно узкий диапазон скоростей в течение длительного времени. Наиболее важные точки их работы не обязательно связаны с максимальной производительностью.
Сравните эффективность в различных рабочих диапазонах.
Показатель пиковой эффективности, предоставленный поставщиком, полезен, но карта эффективности дает более полное представление о поведении двигателя при различных сочетаниях крутящего момента и скорости.
Для производителя автомобилей следующий вопрос заключается в том, будет ли транспортное средство регулярно эксплуатироваться в зонах повышенной эффективности, показанных на этой карте.
Рассмотрим силовую установку, разработанную для обеспечения высокого крутящего момента на низких оборотах. Если двигатель и передаточное число редуктора плохо согласованы с нормальной крейсерской скоростью автомобиля, трансмиссия может значительное время работать вне своего наиболее эффективного рабочего диапазона. Другая конфигурация могла бы обеспечить аналогичную пиковую мощность, потребляя при этом меньше электроэнергии за ту же поездку.
Таким образом, при сравнении следует сопоставлять характеристики работы двигателя с фактическими потребностями транспортного средства. Соответствующие Конфигурации систем электропривода В таком случае его можно будет оценивать по этим требованиям, а не сравнивать, используя только максимальную производительность.
Как производители оригинального оборудования могут использовать данные о рабочем цикле для оценки реального энергопотребления?
Поставщик может предоставить впечатляющие результаты эффективности, полученные в ходе контролируемых испытаний, но эту цифру сложно интерпретировать, не зная, насколько точно испытания соответствуют предполагаемому автомобилю.
В процессе рассмотрения запроса предложений эта проблема часто возникает, когда одна и та же силовая установка рассматривается для нескольких коммерческих применений. Грузовик для доставки с частыми остановками имеет иные энергетические потребности, чем тягач, работающий преимущественно на автомагистралях, даже если их номинальные потребности в мощности частично совпадают.
Оценка должна начинаться с репрезентативного профиля эксплуатации. Масса транспортного средства, изменение полезной нагрузки, скорость движения по дороге, частота ускорений, уклоны и продолжительность работы определяют, где трансмиссия проводит время и сколько энергии она потребляет.
Преобразуйте требования к транспортным средствам в сопоставимые условия испытаний.
Полезным способом организации обсуждения с поставщиками является установление общих условий эксплуатации до запроса данных об эффективности.
- Рабочее состояние транспортного средства
- Информация, которую следует запросить у поставщиков.
- Ускорение при нагрузке
- КПД двигателя и трансмиссии при требуемом крутящем моменте и скорости
- Обычный круиз
- Затраты энергии и механическая мощность при типичных скоростях движения по дороге.
- Длительное восхождение
- Ограничения непрерывной выходной мощности и температурного режима работы
- Работа на низкой скорости
- Эффективность при ожидаемых условиях крутящего момента и скорости
- Увеличенный рабочий цикл
- Энергопотребление и производительность после термической стабилизации
В таблице представлена основа для сравнения предложений, но окончательные параметры эксплуатации должны определяться программой разработки транспортного средства. Грузовик, который большую часть времени движется на высокой скорости по автомагистрали, не следует оценивать с тем же весовым коэффициентом, что и муниципальный автомобиль, который неоднократно разгоняется с места.
Для отделов закупок показатели эффективности поставщика становятся более полезными, когда условия испытаний и доля времени, затраченного на работу в каждой рабочей зоне, четко задокументированы.
Более широкий требования к применению для коммерческих грузовиков Это также помогает проиллюстрировать, почему выбор электрической трансмиссии должен отражать предполагаемую сферу деятельности транспортного средства, а не общие технические характеристики коммерческого автомобиля.
На что следует обратить внимание покупателям при сравнении результатов тестов эффективности силовых агрегатов?
Два показателя эффективности нельзя корректно сравнивать, если они не описывают одни и те же границы системы.
Двигатель, протестированный независимо, может показать иной результат эффективности по сравнению с комплектной трансмиссией, включающей инвертор, редуктор, подшипники и другие механические компоненты. Сравнение этих показателей без указания того, что именно измерялось, может привести к неверной оценке поставщика.
Эта проблема особенно актуальна при рассмотрении интегрированных систем электропривода, где несколько компонентов объединены в одном узле.
Установить общую границу измерения
Перед сравнением протоколов испытаний покупателям следует убедиться, относится ли заявленная эффективность к двигателю, двигателю и инвертору, электрическому приводному валу или к другому определенному узлу.
В документации по испытаниям также должны быть указаны соответствующие условия скорости и крутящего момента, результаты измерений электрического входного сигнала, результаты измерений механического выходного сигнала и тепловое состояние.
В случаях, когда методы испытаний различаются, инженерной группе могут потребоваться дополнительные данные или общая процедура проверки, прежде чем делать выводы.
Показатель максимальной эффективности, предоставленный поставщиком, не следует использовать в качестве замены полной карты эффективности. Также не следует рассматривать кратковременный результат как репрезентативный для длительной эксплуатации транспортного средства.
Решение о закупке становится более обоснованным, когда оба поставщика оцениваются в одинаковых условиях эксплуатации транспортного средства и в рамках одной и той же системы. Любые оставшиеся различия в методологии тестирования следует фиксировать, а не скрывать в одном сравнительном показателе.
Как тепловые характеристики влияют на эффективность, наблюдаемую во время испытаний транспортных средств?
В электрической силовой установке тепло выделяется за счет электрических и механических потерь. По мере изменения рабочей температуры могут изменяться характеристики компонентов и доступная мощность, поэтому тепловые условия влияют на эффективность, измеряемую в течение длительной эксплуатации.
Это создает особую проблему для коммерческих программ по разработке электромобилей. Силовая установка может соответствовать целевому показателю эффективности во время первоначального испытания, но работать в различных температурных условиях после длительного подъема, многократного ускорения или нескольких часов непрерывной эксплуатации.
Поэтому к результатам испытаний следует прилагать достаточно подробную информацию о тепловом режиме, чтобы понять условия, в которых они были получены.
Проверка производительности после достижения системой рабочей температуры.
Инженеры должны различать кратковременную работу и поведение силовой установки при длительной нагрузке.
Для грузовика, предназначенного для преодоления длинных подъемов, поставщик должен объяснить, как оцениваются непрерывная выходная мощность и рабочая температура. Если тепловая защита снижает доступную мощность, это поведение следует учитывать на этапе подбора транспортного средства, а не выявлять после испытаний прототипа.
Необходимо также обсудить требования к охлаждению. Энергия, необходимая для работы вспомогательного оборудования, включая систему охлаждения, может влиять на общее энергопотребление автомобиля, даже если сама трансмиссия работает эффективно.
Он техническая интеграция систем электропривода Это дает подходящую отправную точку для обсуждения того, как сочетаются требования к аппаратному обеспечению трансмиссии и системе управления автомобилем.
Для производителя оригинального оборудования (OEM) важно различать измерение эффективности компонентов и энергетические характеристики готового автомобиля. Оба показателя полезны, но отвечают на разные инженерные вопросы.
Какие доказательства эффективности должны запрашивать производители оригинального оборудования (OEM) перед утверждением поставщика?
Силовая установка, которая кажется подходящей на этапе выбора компонентов, все же должна продемонстрировать, что ее характеристики могут быть воспроизведены в предполагаемой конфигурации автомобиля.
К моменту, когда проект доходит до этапа выбора поставщика, обсуждение должно выйти за рамки номинальной мощности и пиковой эффективности. Инженерным группам необходимо установить, какие условия эксплуатации были протестированы, соответствует ли предлагаемое оборудование протестированной конфигурации и какие дополнительные работы еще предстоит выполнить до утверждения производства.
Свяжите результаты тестирования с производственной конфигурацией.
Эффективный технический анализ должен выявить конфигурацию трансмиссии, использованную во время испытаний, включая соответствующие характеристики двигателя, инвертора, редуктора и системы управления.
Изменения передаточного отношения, системы охлаждения, размера шин или профиля эксплуатации автомобиля могут изменить условия работы трансмиссии. При таких изменениях следует пересмотреть первоначальные данные об эффективности, чтобы определить, необходимы ли дополнительные испытания.
Еще одним важным фактором является стабильность производственных процессов. производственные возможности При оценке потенциального поставщика, наряду с его техническим предложением, можно определить, как осуществляется управление утвержденными конфигурациями и изменениями в производстве.
Перед утверждением производитель и поставщик должны согласовать необходимые данные испытаний, критерии приемки, незавершенную работу по валидации и ответственность за изменения, внесенные в процессе разработки автомобиля.
Нужна помощь в подборе оптимального варианта силового агрегата в соответствии с требованиями коммерческого транспорта?
Когда целевые показатели эффективности будут перенесены в реальные условия эксплуатации автомобиля, следующим этапом станет обсуждение того, как предлагаемая конфигурация трансмиссии будет им соответствовать. Hangzhou Contemporary e-Drive Technology Co.,Ltd. Компания разрабатывает распределенные системы электропривода для коммерческих автомобилей на новых источниках энергии, охватывающие различные конфигурации грузовых автомобилей и эксплуатационные требования. В ее портфолио входят следующие продукты: EA5000N — двухмоторная распределенная электроось и EA3800N одномоторная распределенная электрическая ось Эти конфигурации предоставляют различные отправные точки для обсуждений, касающихся осевой нагрузки, компоновки двигателя, установки в транспортное средство и согласования трансмиссии. Команды производителей оригинального оборудования могут использовать данные о своих транспортных средствах, рабочие профили и требования к эффективности для определения технической информации и условий проверки, необходимых для оценки, специфичной для конкретного проекта.
Заключение
Максимальная мощность определяет часть эксплуатационных характеристик коммерческого электромобиля, но не объясняет, насколько эффективно автомобиль будет работать на протяжении всего срока службы. Полезная оценка при закупке объединяет данные о типичном рабочем цикле, сопоставимые измерения эффективности, температурные условия эксплуатации и требования к всей трансмиссии. Перед утверждением поставщика силового агрегата команды OEM-производителей должны установить общие границы испытаний, подтвердить предлагаемую производственную конфигурацию и определить любые оставшиеся работы по валидации. Эти шаги обеспечивают более четкую основу для сравнения заявленных показателей эффективности и снижают неопределенность в процессе разработки автомобиля.
Часто задаваемые вопросы
1. Может ли показатель пиковой эффективности, указанный поставщиком, предсказать энергопотребление коммерческого электромобиля?
Само по себе это не так. Пиковая эффективность отражает производительность в конкретной рабочей точке, тогда как энергопотребление автомобиля зависит от крутящего момента, скорости и условий эксплуатации, встречающихся на протяжении всего рабочего цикла. Более полезной информацией является репрезентативная карта эффективности и оценка энергопотребления на уровне автомобиля.
2. Какие данные об эффективности должен запросить производитель оригинального оборудования (OEM) в ходе запроса коммерческого предложения (RFQ)?
Запросите данные об эффективности при соответствующих условиях крутящего момента и скорости, а также границы испытаний, рабочую температуру, непрерывную выходную мощность и конфигурацию трансмиссии. Поставщик должен указать, описывают ли представленные данные отдельные компоненты или предлагаемый узел в целом.
3. Можно ли напрямую сравнить показатели эффективности двух поставщиков?
Только при условии достаточной сопоставимости границ системы и условий испытаний. Показатель эффективности только двигателя нельзя считать эквивалентным показателю эффективности всей трансмиссии. Перед сравнением необходимо устранить различия в измеряемых компонентах, рабочих точках, температурах и методах испытаний.
4. Почему силовая установка может потреблять больше энергии при длительной эксплуатации?
Рабочая температура, потери в трансмиссии, потребность в охлаждении и изменяющиеся условия эксплуатации автомобиля могут влиять на энергопотребление в течение длительных циклов работы. При проведении испытаний следует устанавливать, как система ведет себя после достижения нормальной рабочей температуры, а не полагаться исключительно на кратковременные измерения.
5. Что должны подтвердить производители оригинального оборудования (OEM) перед утверждением поставщика силовых агрегатов?
Необходимо убедиться, что предлагаемое оборудование соответствует протестированной конфигурации, что данные об эффективности соответствуют предполагаемому режиму эксплуатации транспортного средства, и что поставщик может обеспечить поддержку в выполнении оставшихся работ по валидации. Ответственность за внесение инженерных изменений и контроль производственной конфигурации также должна быть согласована до утверждения.