Test sui motori elettrici — motori di trazione automobilistici

Che cos'è Electric Motor?

Il test del motore elettrico valuta il motore che fornisce la propulsione nei veicoli elettrici per le sue caratteristiche coppia-velocità, mappa di efficienza, comportamento termico e durata. Poiché il motore e l'inverter funzionano insieme, i test vengono eseguiti principalmente come gruppo motore-inverter.

Scopo di Electric Motor

Lo scopo è verificare che il motore fornisca la coppia e la potenza dichiarate in condizioni definite, soddisfi gli obiettivi di efficienza e non superi i limiti termici in funzionamento continuo.

A quali prodotti si applica Electric Motor?

Motori sincroni a magneti permanenti (PMSM)
Motori di trazione asincroni (a induzione).
Motori sincroni a rotore avvolto
Unità asse elettrico integrate

In quali settori si utilizza Electric Motor?

AutomobilisticoElettrico ed elettronicoMacchinari

Norme relative a Electric Motor

Serie IEC 60034
Serie ISO21782
UNECE R85
ISO 6469-3
Serie ISO16750

Condizioni di Electric Motor

Punti operativi: Sweep attraverso il piano coppia-velocità; il punto impostato secondo le specifiche del cliente
Raffreddamento: Alla temperatura e alla portata del liquido di raffreddamento dichiarate
Temperatura dell'avvolgimento: Monitorato per rimanere entro il limite consentito dalla classe di isolamento

Apparecchiatura per Electric Motor

Dinamometro a motore (capacità di alta velocità)
Sorgente CC e inverter ad alta potenza
Analizzatore di potenza
Sistema di misurazione della coppia e della velocità
Unità di condizionamento frigorifero
Sistema di misurazione della temperatura dell'avvolgimento
Apparecchiature per la misurazione delle vibrazioni e dell'acustica

Requisiti del campione per Electric Motor

Motore e, se presente, riduttore integrato
Un inverter compatibile per il controllo
Interfacce di raffreddamento e connessioni dei sensori
È necessario fornire informazioni sulla resistenza dell'avvolgimento, sul numero di poli e sulla classe di isolamento

Durata di Electric Motor

La mappatura dell’efficienza e la verifica delle prestazioni richiedono alcuni giorni; i test di durabilità e di cicli termici possono richiedere settimane.

Procedura di Electric Motor

1Il motore è collegato al banco dinamometrico ed il raffreddamento è condizionato.
2Vengono effettuate misurazioni della resistenza degli avvolgimenti e dell'isolamento.
3I punti operativi sul piano coppia-velocità vengono spostati, producendo una mappa di efficienza.
4Vengono verificate la resistenza alla potenza di picco e alla potenza continua.
5Viene effettuato un test di equilibrio termico e vengono monitorate le temperature degli avvolgimenti.
6Vengono applicati test di velocità eccessiva e di resistenza.
7Vengono effettuate misurazioni di vibrazioni e acustiche.

Criteri di accettazione di Electric Motor

I criteri di accettazione di coppia, potenza ed efficienza derivano dalle specifiche del cliente. Il limite della temperatura dell'avvolgimento legato alla classe di isolamento è definito nella norma IEC 60034 e non deve essere superato.

Valutazione dei risultati

Vengono valutate la mappa di efficienza, l'ampiezza della regione di potenza continua e le temperature di equilibrio termico. Nei motori a magneti permanenti viene affrontato anche il rischio di smagnetizzazione del magnete ad alta temperatura.

Rapporto di Electric Motor

Descrizione del motore, tipo e valori nominali
Mappa di efficienza e curve coppia-velocità
Risultati delle misurazioni termiche
Misure di isolamento e resistenza degli avvolgimenti
Vibrazioni e reperti acustici

Accreditamento

EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.

Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Ambito e autorizzazioni

Regolamenti correlati

UNECE R85 (dichiarazione di potenza netta)
ISO 6469-3

Otomotiv Testleri — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Electric Motor; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Le prove automobilistiche mostrano che un componente continua a funzionare in condizioni che rappresentano i carichi che incontrerà nella vita del veicolo. Un veicolo non è un prodotto singolo ma un AMBIENTE: vibrazione, cicli di temperatura, acqua salata, impatto di ghiaia, transitori elettrici e rumore elettromagnetico sono tutti presenti simultaneamente e per anni.

Ciò che distingue questa famiglia è che le SPECIFICHE DEL COSTRUTTORE DEL VEICOLO si sovrappongono alle norme. Le pubblicazioni ISO e SAE stabiliscono la base comune; ma Volkswagen, BMW, Ford, Stellantis, Toyota e Renault definiscono nelle proprie specifiche livelli di severità, prove aggiuntive e criteri di accettazione diversi. Per un componente, la frase "conforme alle norme automobilistiche" da sola non basta; occorre rispondere quale specifica di quale costruttore, e quale revisione di essa.

La famiglia riunisce tre processi distinti spesso confusi tra loro. L'omologazione riguarda le approvazioni di tipo di cui un veicolo ha bisogno per circolare ed è retta dall'autorità statale. L'approvazione del fornitore significa superare i requisiti propri di qualità e prova del costruttore del veicolo ed è un rapporto commerciale. Il terzo è la verifica di progettazione: il team di ingegneria dimostra che il proprio progetto soddisfa i propri obiettivi.

A livello di componente, il piano di prova si costruisce attorno al LUOGO D'USO. Un modulo nel vano motore e uno nel bagagliaio non attraversano lo stesso profilo di temperatura e vibrazione; un componente dentro una portiera e uno nella console del tetto non vedono la stessa esposizione ad acqua e polvere. La serie ISO 16750 è il quadro comune di questo approccio basato sull'ubicazione.

Il passaggio al veicolo elettrico ha rimodellato il settore. Sicurezza ad alta tensione, coordinamento dell'isolamento, sicurezza della batteria, conformità dell'interfaccia di ricarica e comportamento elettromagnetico dei componenti ad alta tensione sono stati aggiunti al set classico di prove automobilistiche. In un veicolo silenzioso, sono cambiate anche le aspettative acustiche e vibrazionali; suoni un tempo mascherati dal motore a combustione sono ora udibili.

Il lato del sistema di qualità non può essere separato dalla prova in questo settore. Un produttore secondo IATF 16949 presenta i risultati di prova nel fascicolo PPAP; l'analisi del sistema di misura, lo studio di capacità di processo e il piano di controllo circondano il rapporto di prova. Un singolo buon risultato non basta: bisogna dimostrare che il processo può ripeterlo.

Gruppi di metodi in questo ambito

Ambientale e climatico
Cicli di temperatura, shock termico, calore umido, nebbia salina, penetrazione di polvere e acqua (IP), irraggiamento solare. I livelli di severità variano secondo la posizione di montaggio.
Meccanico
Vibrazione sinusoidale e casuale, urto, carichi meccanici, coppia di serraggio dei fissaggi e cicli di durabilità.
Elettrico
Variazioni della tensione di alimentazione, transitori (ISO 7637), inversione di polarità, sovratensione, cortocircuito e misure di corrente di riposo.
EMC
Emissioni dei componenti (CISPR 25), immunità irradiata e condotta (serie ISO 11452), scarica elettrostatica (ISO 10605).
Materiali ed emissioni
Odore, fogging ed emissioni di COV dai materiali interni; infiammabilità; invecchiamento UV; durabilità del rivestimento e impatto di ghiaia.
Sicurezza funzionale e cibersicurezza
Evidenze di sicurezza funzionale secondo ISO 26262 e ingegneria di cibersicurezza secondo ISO/SAE 21434; questi sono legati alla normativa tramite UNECE R155 e R156.

Confusioni frequenti in questo ambito

Un rapporto automobilistico senza riferimento alla specifica non è accettato nella catena di fornitura; occorre indicare quale specifica OEM e revisione sia stata applicata.
L'omologazione di tipo e l'approvazione del fornitore sono processi diversi. Un componente con approvazione E-Mark non è per questo considerato aver superato le prove di accettazione proprie dell'OEM.
Un risultato ottenuto su un prototipo non si trasferisce alla produzione in serie; il PPAP si effettua con parti di produzione in serie.
Sul lato EMC, misurare solo l'emissione resta incompleto; l'immunità è un ambito a parte ed è più critica nel veicolo.
Sui componenti dei veicoli elettrici, la sicurezza ad alta tensione è una competenza distinta; l'infrastruttura di prova classica a 12 V non è sufficiente.

Quali decisioni supportano questi risultati

Approvazione del componente del fornitore e il fascicolo PPAP
Omologazione di tipo UNECE e marcatura E-Mark
Verifica di progettazione ed evidenza di durabilità
Analisi delle cause profonde di reclami sul campo e resi in garanzia
Valutazione dell'impatto di una modifica di progettazione o di fornitore

Test correlati

Domande frequenti su Electric Motor

In quali condizioni viene misurata la potenza dichiarata?

Per l'omologazione del veicolo, la dichiarazione di potenza netta è misurata secondo le condizioni definite nella norma UNECE R85. I valori di potenza di picco visualizzati nei cataloghi sono generalmente di breve durata e differiscono dalla potenza continua; i due vengono registrati separatamente nella relazione.