扭矩传感器如何帮助优化卡车和公交车混合动力系

汽车制造商通常采用测试台或特殊设备来开发,鉴定和测试汽车发动机。混合动力技术现在扮演了越来越重要的角色,在卡车和客车行业中也同样于此。混合动力推进系统通常包括一个液体冷却逆变器,高 动力-重量比 交流感应电机和一个直接连接到驱动轴和后桥的减速齿轮。以提供牵引动力和再生制动。  

为了确保这些系统提供更高功率,工程师必须精确测量 电机/传动系统变量,如转速( RPM)和扭矩。 一个测试台设置通常包括一个电池仿真器,变频器,电动机,测功机,数据采集系统( DAQ ) ,通讯接口和PC。测功机提供 电机/传动系统 可能遇到的道路情况,例如模拟沉重车辆上山。

请注意,内燃机功率测量主要测量机械信号,但是电机测试还需要测量发动机和变频器之间的电信号。

扭矩和速度测量的低效方法

以前, 工程师是采用将电机安装在采用轴承的测功机上(因此电机可以旋转),进行发动机/传动系统 扭矩测量 的。这种测功机带有一个测力传感器和 扭矩反作用 杠杆。工程师将运行一个预定义驱动周期,其使逆变器供给一定量的电流到发动机上使其旋转,仿佛被车辆驱动。杠杆臂向下施压到测力传感器上,通过力与力臂来计算扭矩。例如,杠杆为一米,压力为 1,000 牛,计算得出的扭矩为 1,000 N.m。

这种方法的问题是机械惯量遮蔽了一些信息。 混合驱动汽车将以非常高的转速运行,大约 12,000 rpm ,而汽油发动机只有 6,000 rpm, 其产生的高频信号在一般的乘用车是很难遇到的。测力传感器 信号看起来非常好并且平滑,而驱动系实际遭遇了极端变化,因为其损失了大量的波峰和波谷信号。

The new and improved solution

更好的解决方案在电机,驱动系和测功机上使用 T12 数字扭矩传感器 。HBM 提供的测量产品包括,数据采集系统,分析和标定软件,传感器和应变片。 

T12 扭矩传感器 采用非接触设计,其内置了信号调理器以保证高质量高可靠的信号。通过测量速度和扭矩 工程师能够获取多大的 扭矩 能够产生多高的转速。通过这些数据,工程师能计算出 发动机/驱动系 所需的功率。 T12 扭矩传感器 记录这些动态扭矩,包括转向甚至计算出机械输出功率。数据采集系统 同步记录逆变器,发动机以及 扭矩传感器 的数字信号。扭矩传感器的输出信号可以为电压,电流和频率信号。其还带有其他选项,允许其输出 CAN 信号,以消除数模转换带来的信号损失。

该传感器可以获取测试 电机/驱动系 的高频信号。这样帮助工程师提高混合动力的设计。获取多大的电流能产生预期的扭矩。另外, T12 非常结实,免维护,可以缩短开发周期

提高电机和逆变器效率

另外, HBM 还提供提高电机和逆变器效率的解决方案,采用 T12 扭矩传感器 and HBM Genesis HighSpeed 数据采集系统。这个组合,可以对机械信号和电信号进行同步动态测量,对原始数据进行实时分析,测量有效功率,以及能源转换率。详情请访问  www.hbm.com/edrive.

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