info@adtsystems.vn

Tính quan trọng của việc kiểm tra độ rung pin và cách triển khai ( Phần 1)

Two Automotive Engineers Working on Electric Car Chassis Platform, Taking Measures, working with 3D CAD Software, Analysing Efficiency. Vehicle Frame with Wheels, Engine and Battery.

Xe điện thách thức các kỹ sư về độ bền với các vấn đề mới do trọng lượng đáng kể của pin gây ra. Bài đăng trên blog này đi sâu vào cách thiết lập các bài kiểm tra độ rung của ắc quy để đảm bảo kiểm tra độ bền thích hợp và tích hợp an toàn vào xe.

Gần đây, tôi đã phải di chuyển chỗ ở. Bạn biết nó diễn ra như thế nào không: nặng! Tôi phải cất đồ đạc (cẩn thận) vào thùng và mang lên xe hơi đến nơi ở mới. Sau trải nghiệm này, khi lái xe trên một số bề mặt gồ ghề, tôi tự hỏi tại sao chúng tôi không thuê một chiếc xe tải. Tất nhiên, tôi đã phải di chuyển từ nơi này đến nơi khác với chiếc xe chất đồ nặng, cồng kềnh của mình. Điều đó thực sự đưa tôi đến câu hỏi: động thái này có gây hại cho xe của tôi không?

Tôi cần phải thừa nhận rằng, là một kỹ sư độ bền, loại câu hỏi này làm phiền tôi rất nhiều. Tôi thích tham gia (không chỉ) vào các cuộc thảo luận về độ bền, đặc biệt là trong khi làm một loại công việc đòi hỏi thể chất. Đây là lúc tôi thấy rằng nhiều người có xu hướng đặt câu hỏi về nhiều thứ.

Sau đó, tôi nhận ra rằng chiếc xe của tôi, một chiếc plug-in hybrid, có một khoang hành lý tương đối nhỏ so với một chiếc xe sedan. Đó là do ô tô chạy bằng pin có pin lớn hơn và việc tích hợp chúng không phải lúc nào cũng đơn giản. Nhưng, những thứ đó có lớn đến mức bạn cần phải hy sinh không gian của khoang hành lý của mình không?

Khối lượng pin nặng – thử thách kiểm về tra độ rung của pin.

Đang phân vân trước câu hỏi này, tôi đã nghiên cứu xem những bộ pin đó có thể lớn như thế nào trong một chiếc ô tô điện. Tin tôi đi, chúng có thể rất cồng kềnh! Đây là một ví dụ tôi có thể tìm thấy cho thấy sự phân bổ trọng lượng của Tesla Model S. Khối lượng pin là 28,59% khối lượng toàn bộ xe – đó là gần 1/3 của chiếc xe! Đó là một công cụ thay đổi hoàn toàn cuộc chơi cho kiến ​​trúc phương tiện.

Hơn nữa, nếu bạn giống tôi, cũng là một người quan tâm về độ bền, tôi chắc chắn rằng bạn cũng có những câu hỏi tương tự trong đầu. Hãy biến điều này thành một tình huống thậm chí còn phức tạp hơn bằng cách nhân lên.

  1. Làm thế nào để tích hợp các bộ pin lên xe một cách an toàn và đảm bảo toàn bộ chiếc xe có độ bền trong thời gian sử dụng như mong đợi?
  2. Làm thế nào để sản xuất pin an toàn trước khi lắp chúng vào xe?

Tại sao kiểm tra pin lại quan trọng đối với tuổi thọ của xe?

Thoạt nhìn, bạn có thể nghĩ rằng hai câu hỏi này gần như giống nhau. Nhưng chúng không phải vậy! Câu hỏi đầu tiên liên quan đến độ bền của toàn bộ xe, trong đó chúng tôi quan tâm nhiều hơn đến việc tích hợp pin. Từ góc độ này, việc quan tâm đến địa hình mà xe phải di chuyển là rất có ý nghĩa. Đối với những loại pin nặng như vậy (hãy nhớ phân bổ trọng lượng của Tesla Model S), giá đỡ pin sẽ mang tải nặng và truyền chúng đến thân xe. Khi lái xe trên đường gồ ghề trong điều kiện động, bạn có thể quan sát thấy mức lực cao xung quanh khu vực pin. Để giải quyết vấn đề tiềm ẩn này, bạn cần phải có một quy trình kỹ thuật độ bền kết hợp với cấu trúc. Tốt hơn là, quá trình này nên bao gồm toàn cho bộ xe. Thông thường, đối với những tình huống này, chúng ta thấy biên độ lực và chuyển vị cao, gây ra các vấn đề về mỏi.

Câu hỏi thứ hai liên quan nhiều hơn đến pin. Vì vậy, cũng như rung động trên đường, bạn cũng cần nghĩ đến rung động do pin. Hãy nhớ rằng, các thiết bị điện tử bên trong bộ pin cũng có thể hoạt động giống như thiết bị chống rung. Và một lần nữa, trong điều kiện động, bạn có thể phải đối mặt với những lỗi độ bền không mong muốn do cả tải trọng cao truyền đến pin thông qua giá gắn pin và rung động do chính pin gây ra. Đối với những tình huống như vậy, bạn cũng nên nghĩ đến sự mỏi do rung động. Tần số cao của tải cũng có thể đóng một vai trò quan trọng trong các hỏng hóc tiềm ẩn về độ bền.

Trong bài đăng trên blog này, tôi sẽ tập trung vào cách chúng tôi có thể sử dụng pin an toàn để triển khai trên xe và tại sao kiểm tra độ rung của pin là cần thiết trong quy trình này.

Đưa bài kiểm tra độ rung của pin trở nên đáng chú ý

Để hiểu rõ hơn về các vấn đề độ bền do bộ pin gây ra, bạn cần đánh giá kiểm tra độ rung của pin. Điều đầu tiên bạn có thể làm là xác nhận pin của mình theo các tiêu chuẩn được xác định trước. Một số trong số này có sẵn để kiểm tra pin, chẳng hạn như IEC 62660, ISO 12405, SAE J2380, v.v. Chúng sẽ cung cấp cho bạn một số cấu hình kiểm tra độ rung của pin mà bạn có thể sử dụng trên máy rung của mình. Các tiêu chuẩn này xác định:

  • Chế độ rung (sin hoặc ngẫu nhiên),
  • Trục để áp dụng các tải,
  • Mức tăng tốc,
  • Thời lượng kiểm tra…

Có vẻ như bạn có mọi thứ để xác thực thiết kế pin của mình trước khi triển khai nó trên ô tô. Để thực hiện kiểm tra độ rung của pin, bạn sẽ cần một máy rung có thể kiểm soát vòng kín. Bạn muốn đảm bảo rằng cả đầu vào và đầu ra được đo đều ở mức mong muốn.

Tại Siemens, chúng tôi giúp khách hàng của mình bằng các giải pháp phần cứng và phần mềm để thực hiện một cách đáng tin cậy kiểm tra độ rung theo vòng kín trên máy rung. Và tôi cũng nên chỉ ra rằng giải pháp chúng tôi đưa ra là đủ đáng tin cậy và thậm chí được sử dụng để kiểm tra vệ tinh.

Câu hỏi đặt ra: giải pháp của Siemens có tốt để triển khai các loại pin vượt qua các tiêu chuẩn này không? Chà, tôi hơi do dự với câu trả lời vì tôi có một câu hỏi khác trong đầu: các tiêu chuẩn có khắt khe như mức độ sử dụng của khách hàng thực tế không?

Nếu không, hãy sẵn sàng cho một số vấn đề về độ bền và sự mỏi mà bạn có thể nghe được từ khách hàng. Cũng có thể bạn không thấy vấn đề nào từ họ. Nhưng đó cũng có thể là một vấn đề kỹ thuật vì thiết kế có thể được chế tạo quá mức

Vượt xa các tiêu chuẩn: Xác định các bài kiểm tra độ rung phù hợp!

Như đã đề cập, các tiêu chuẩn kiểm tra độ rung của pin xác định trước các cấu hình kiểm tra. Nhưng đừng quên, bạn cũng cần đảm bảo rằng bạn đang thử nghiệm với tải chính xác.

Kiểm tra với cấu hình phù hợp là rất quan trọng để tránh kiểm tra quá mức hoặc kiểm tra dưới mức. Việc kiểm tra chưa kỹ lưỡng có thể dẫn đến các vấn đề về độ bền muộn, điều này sẽ rất tốn kém để sửa chữa. Thử nghiệm quá mức có thể dẫn đến chi phí vật liệu cao và các nỗ lực kỹ thuật không cần thiết. Về cơ bản, chúng ta có thể tin tưởng vào ba tiêu chí quan trọng khi tạo hồ sơ kiểm tra độ rung để đánh giá pin:

  • Sử dụng tải thực tế – chọn các phép đo trong đời thực thay vì chỉ sử dụng các tiêu chuẩn
  • Xác định hồ sơ chính xác – hồ sơ phải có mức thiệt hại tương đương với việc sử dụng thực tế của khách hàng
  • Tăng tốc thử nghiệm – giữ nguyên hư hỏng nhưng rút ngắn thời gian thử nghiệm.

Cách tối ưu hóa cấu hình kiểm tra độ rung của pin.

Để tạo hầu hết các cấu hình thử nghiệm tối ưu, bạn có thể dựa vào phần cứng thu thập dữ liệu Simcenter SCADAS và giải pháp phần mềm Simcenter Testlap . Simcenter SCADAS sẽ giúp bạn thu thập dữ liệu đa vật lý từ các điều kiện thực tế để xem pin của bạn bị ảnh hưởng như thế nào khi tải trên đường và tải do pin gây ra. Đồng thời, Simcenter Testlab sẽ cho phép bạn xác định cấu hình các kênh của mình, phân tích khả năng thiệt hại trên các tín hiệu rung thu được và tạo các cấu hình kiểm tra tổng hợp. Cách tiếp cận này được gọi là tổng hợp sứ mệnh. Dưới đây là quy trình làm việc:

https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/why-battery-vibration-test-is-the-name-of-the-game/

This post is also available in: viTiếng Việt

Share this post



Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *