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新能源汽車已經全面實現智能化,也將會很快的進入無人化時代,現已經有不少電動化的車企已經進入L4級駕駛時代,對于動力電機它也必將越來越智能化,也將有更多的數據信息與整車中控進行結合,提供實時可靠的“自我健康"數據;對于動力電機的智能化升級將會有哪些支持與監測目的與方式呢?
1、通過如下的簡要,看看我們的都能做些什么?
-政策:碳達峰、碳中和、車聯網、無人駕駛;
-領域:新能汽車電機、軸承、傳動等;
-監測目的:設備智能化、全面感知化、維護無人化、大數據底層信息化;
-主要對象:電機、軸承、傳動結構、整車、底盤等;
-解決問題:傳動設備故障預警、動力電機疲勞狀態感知、無人化的“自我健康"反饋。
2、動力電機的故障發現過去的檢測手段
(1、臺架試驗驗證可靠性試驗:通過幾十萬小時的臺架測試及驗證試驗,通過臺架的驗證數據,評估與優化電機的結構設計,從而使用得交付用戶中的動力電機更加的可靠穩定,但驗證只是設計的初始保證,無法實現動力電機在實際不同工況中的信息反饋;
(2、通過動力電機集成的電流、電壓、溫度監測傳感器,進行初步的在線評估,這種手段無法實現閉環監控,往往無法早期預警,有很高的滯后性風險;
(3、對動力電機做定期的保養,進行回廠檢修來發現故障,這種手段經常會不夠及時;發現與找出故障時,往往會伴隨著高昂的售后維修成本。
3、動力電機出現典型機械故障:(1. 傳動軸的對中;(2. 軸承故障;(3. 松動;(4. 摩擦;(5. 共振、扭振;(6. 直流和變頻驅動感應電動機的凹槽。感應電機和直流電機的典型電氣故障:(1. 定子偏心、短疊片或松鐵;(2. 偏心轉子;(3. 轉子條開裂或斷裂;(4. 連接器松動或斷裂;(5. 直流和變頻驅動感應電動機的可控硅問題
4、通過前面的過去的監測手段與典機械故障所闡述,下面結合振動監測的手段與方法,一同來探討對動力電機進行在線振動監測的好處:
(1、故障早期預警,振動是電機運行狀態的重要表征,通過實時監測振動情況,能在故障萌芽階段,如軸承磨損、轉子不平衡、繞組短路等問題出現時,及時發現振動異常的細微變化,提前發出預警,避免故障進一步惡化。
(2、提高設備可靠性,有助于維修人員根據振動監測數據制定科學合理的維護計劃,從傳統的定期維護轉變為基于設備實際狀態的預測性維護,減少不必要的停機時間和維修成本,同時延長設備的使用壽命。
(3、更進一步保證保障行車安全, 電機故障可能引發整個生產系統的癱瘓,甚至造成安全事故。振動監測可以及時發現潛在危險,采取措施加以排除,從而保障生產過程的連續性和人員安全。
(4、優化運行性能,依據振動監測數據,可對電機的運行參數進行調整和優化,使電機始終保持在運行狀態,提高能源利用效率,降低能耗。
(5、數據支持與分析,為電機的故障診斷和性能評估提供豐富的數據支持,通過對歷史振動數據的分析,總結故障發生的規律和特征,為后續的設備選型、安裝調試以及維護管理提供參考依據。
5、針對動力電機的振動監測,森瑟科技所研的感知器件有如何的特點與性能
(1、通過長期的動力電機的項目合作,我們通過采用嵌入式的壓電振動芯片;
(2、壓電振動芯片采用小型化、可靠化、高穩定性、低成本化的設計理念,更適合長期工作新能源車的工作環境;
(3、技術性能上的特點有:
-High resolution-高分辨率
-Annular shear structure-環型剪切壓電原理
-Excellent long-term stability-的長期穩定性
-Wide frequency response-寬頻響(0.5Hz to 28kHz (±3dB))
-Ultra-Low noise-超低噪聲:4µg/√Hz @1kHz
-Low power consumption-低功耗:0.06mA
-Temperature range-寬操作溫度: ?55°C to +150°C
-Sensitive orientation vertical-Z軸垂直(于安裝面)方向測量
-Small package-小體積:10 mm × 10 mm × 5.5 mm
-Reflow solderable-可SMT回流焊
-Quick sleep mode-快速啟動,可以用于間歇式的啟動模式,有助于節能
-540A IEPE compatible-提供一整套成熟的安裝、電路放大等開發支持
(4、動力電機主軸、動力結構支架、動力電機傳動等,主要推薦使用單軸振動芯片 540C 和 三軸振動芯片 590C。
總結,本文通過從動力電機的在線健康監測與信息反饋的感知手段進行了闡述,作為深耕多年核心傳感器研發、生產、制造企業,對新能源汽車、動力電機行業的知識有一定的片面化,也歡迎各路專業的行業人士來電來函指正探討,只希望未來的無人化裝備能有森瑟科技的傳感器加持,更加智能!
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