اختبار المركبات الكهربائية: التحقق من الحالة الصحية ينتقل إلى المقدمة

الدكتور مارك كوارتو CTO – Quarto Technical Services

بعد العمل لأكثر من 32 عامًا في مجال تكنولوجيا المركبات الكهربائية، اكتسبت خبرة في معظم المجالات في مجال تطوير السيارات والهندسة. انتقلت هذه الخبرات من مهندس خدمة، ومهندس تطوير تشخيص إدارة الدفع/الطاقة، ومدير هندسة أنظمة كهربة المركبات، ومدير المجموعة الهندسية لأنظمة كهربة المركبات، والآن (بعد التقاعد في عام 2012) مستشار ومدرب/مرشد لمصنعي المعدات الأصلية، وشركات إعادة التصنيع، وخدمات ما بعد البيع. لأنظمة المركبات المكهربة. لقد استمتعت تمامًا بهندسة بعض المركبات الكهربائية الأكثر تقدمًا في تاريخ السيارات مثل GM EV1، وشفروليه تاهو/يوكون 2-Mode Hybrid، وشفروليه سبارك إلكتريك، وشفروليه فولت، وأسطول العرض التجريبي لخلايا الوقود شيفروليه إكوينوكس، وغيرها من المركبات ذات المفاهيم المتقدمة. نظرًا لأنني راقبت الصناعة عن كثب على مدار العشرين عامًا الماضية، فقد شهدت ثورة حقيقية في أنظمة نقل الحركة حيث تستمر المركبات الكهربائية (مثل المركبات الهجينة والمركبات الكهربائية والمركبات الكهربائية) في زيادة عدد سكان المركبات. يواصل سوق المركبات الكهربائية المستعملة والمالك الثاني إثارة المخاوف بشأن كيفية قيام الفنيين بتحليل وتشخيص أنظمة نقل الحركة الكهربائية بثقة.

على وجه الخصوص، انتقلت تشخيصات محرك الأقراص والمولدات (الآلات الكهربائية – EM) وتحليل حالة الصحة (SOH) إلى مركز الصدارة في تشخيص وتحليل السيارات. أعرب فنيو السيارات عن مستوى عالٍ من الاهتمام بتعلم أحدث عمليات التحليل والتشخيص للمساعدة في تحديد SOH الخاص بـ EM. مع استمرار تقدم منتجات المركبات الكهربائية في السوق، فإن المالكين الأوائل للمركبات القديمة والمالكين الثانيين والأساطيل يثيرون الآن السؤال “ما هي حالة محرك القيادة والمولد (الجزء الثابت والدوار) عند تحديد SOH للمركبة ؟” بالإضافة إلى ذلك، يرغب الفنيون الميدانيون في إيجاد طريقة “لتأكيد” تحليلهم وتشخيصهم عند استهداف حالة فشل مجموعة نقل الحركة الكهربائية. على وجه التحديد، قد لا توفر التشخيصات الموجودة على متن السيارة الخاصة بشركة OEM طرق تحليل شاملة ضرورية لتحديد صحة EM قديمة أو توفر وضوحًا لتحديد ما إذا كانت المشكلة موجودة داخل EM أو نظام وحدة عاكس الطاقة (PIM) الخاص بها. نظرًا لأن تكلفة نظام EM أو PIM يمكن أن تؤدي إلى آلاف دولارات الإصلاح ، فإن تحديد السبب الجذري للمشكلة وتحديده أمر ضروري. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون وقت العمل المطلوب لتحديد السبب الجذري للمشكلة وتأكيده مكثفًا ، مما يضيف إلى تكلفة جزء كبيرة بالفعل للإصلاح. وإذا تم تشخيص الأنظمة بشكل خاطئ، فإن تكاليف قطع الغيار والعمالة تتصاعد بشكل كبير. أحد الأفكار الأخيرة التي يجب مراعاتها هو عدم قيام شركات ما بعد البيع أو مصنعي المعدات الأصلية بدمج EM SOH كجزء من عملية اختبار الخدمة الرسمية، كما هو الحال بالنسبة لتقنية محرك الاحتراق الداخلي (ICE). على سبيل المثال، إذا تم الاستفسار من فني سيارات عن أسباب خلل محرك ICE التقليدي، والاختلافات في عدد دورات المحرك في الدقيقة، والحالة الهزيلة/الغنية، وما إلى ذلك، فسيكون من الطبيعي بالنسبة له إجراء اختبارات محددة/مستهدفة. تتضمن بعض اختبارات المحرك هذه توازن الأسطوانة، والضغط، وتسرب الأسطوانة، وأشكال موجة الفراغ، واختبار نظام الإشعال، وما إلى ذلك. هذه الاختبارات متوطنة ومتصلة في الحمض النووي لكيفية اختبار فنيي السيارات لأنظمة نقل الحركة في السيارات وتحليلها وتشخيصها. ومع ذلك، إذا تم الاستفسار عن نفس فنيي السيارات حول كيفية اختبار مجموعة نقل الحركة الكهربائية، فقد يتمكن معظمهم من الاستشهاد بنوع أو نوعين من الاختبارات، ولكنهم ليسوا على دراية تامة بعناصر الاختبار الإضافية المستخدمة في تحليل EM وما يرتبط به من اختبارات. أوضاع الفشل. وهنا تكمن الفجوة الجذرية بين المستوى الحالي لتحليل وتشخيص EM في مجال خدمة السيارات، مقابل مجالات الاختبار التي ينبغي فهمها لتوفير تحليل وتشخيص شاملين. باختصار، مجال خدمة السيارات لم يتم البدء فيه إلى حد كبير في مجال تحليل مجموعة نقل الحركة EM، والتشخيص، والمهارات اللازمة لتحديد EM SOH.

الطريق أقل سافر

عندما أجريت محادثات مع العديد من فنيي السيارات والمدربين على مر السنين، سيعترف معظمهم بسرعة أن لديهم خبرة قليلة في معرفة كيفية اختبار أنظمة EM وتحليلها وتشخيصها. على الرغم من أن الفنيين على دراية جيدة بمنهجيات تشخيص مجموعات نقل الحركة التقليدية في السيارات، إلا أن تجاربهم تمثل طريقًا أقل انتشارًا في مجال توليد الحركة الكهربائية. طوال مسيرتي المهنية التي امتدت لـ 32 عامًا في هندسة منتجات المركبات الكهربائية وهندسة الخدمات، توصلت إلى أنه لم يقم أي من وكلاء تصنيع المعدات الأصلية أو فنيي ما بعد البيع بتطوير تحليل EM المطلوب أو تقنيات التشخيص، من خلال التدريب والخبرة. يمكن أن يكون الكثير من هذا بسبب أن السيارات متجذرة في الأنظمة الميكانيكية بدلاً من الأنظمة الإلكترونية أو الكهربائية المركزية. لذلك، فإن مجموعة المهارات الأساسية للفني التقليدي لم تركز على الأعمال الكهربائية/الإلكترونية، مما حد من تعرض الفني للمفاهيم الكهربائية/الإلكترونية الضرورية لتحسين تقنيات التحليل لأنظمة نقل الحركة الكهربائية. ليس المقصود من هذه التعليقات أن تكون حكمًا. بل تهدف بدلاً من ذلك إلى تقديم تعليقات رصدية لمجال خدمة السيارات للتفكير في المكان الذي يجب أن يتجه إليه من هنا: طريق أقل حركة.

لقد كان لدي أيضًا تحالفات وثيقة مع عدد كبير من المدارس الفنية والكليات وبرامج تكنولوجيا السيارات والهندسة الجامعية لعقود من الزمن ويمكنني الإبلاغ عن وجود عدد قليل من المؤسسات التي تستهدف تحليل وتشخيص مجموعة نقل الحركة للمركبات الكهربائية الأساسية. قد يكون هناك عدد من الأسباب لحالة هذه الحالة في صفوفنا التعليمية، ولكن بغض النظر عن الأسباب، فإن النتيجة هي فجوة تكنولوجية يجب سدها لمساعدة الفنيين في تدريبهم على تحديد وتأكيد الأداء ومقاييس SOH من خلال عمليات التحليل والتشخيص الصلبة. علاوة على ذلك، فإن توفير أساليب التحليل والتشخيص لفنيي السيارات التي تقلل الوقت اللازم لتعلم تقنيات التحليل واختبار مجموعات نقل الحركة في المركبات المكهربة هو الخطوة الحاسمة التالية في تعزيز مهارات الفنيين وتطويرها في الأنظمة الكهربائية المتقدمة.

الوضع الحالي لتحليل وتشخيص EM

في مجال تكنولوجيا خدمة السيارات، هناك موارد قليلة للفنيين لاكتسابها واستخدامها في تحليل وتشخيص أنظمة EM. قامت شركات تصنيع المعدات الأصلية للسيارات بتقليل تدريب الفنيين ومعدات الاختبار إلى الحد الأدنى. ضمن نظام التشخيص على متن الطائرة، لا توجد تشخيصات تراقب EM SOH. معظم التشخيصات موجهة لتحديد الأعطال الكارثية ولا يوجد لدى أجزاء من EM أي مراقبة تشخيصية. لذلك، هناك فجوة كبيرة في التكنولوجيا لمساعدة الفني في تحديد أعطال EM القادمة بشكل إنذاري حتى يمكن لمالك السيارة أن يكون على علم بمجموعة نقل الحركة الكهربائية SOH. لدى سوق ما بعد البيع المزيد من خيارات التدريب، لكن معظم الأفراد أو مقدمي التدريب في الشركات ليسوا مدربين بشكل احترافي على تقنيات أنظمة توليد الحركة الكهربائية. علاوة على ذلك، فإن أوضاع الفشل التي سيواجهها وكيل تصنيع المعدات الأصلية يمكن أن تختلف بشكل كبير عن تلك التي يواجهها سوق ما بعد البيع. أما بالنسبة لقطاع التدريب، فإن معظم المدربين/مقدمي خدمات ما بعد البيع عادةً ما يكونون من العصاميين ويفتقرون إلى التدريب المهني في العلوم الكهربائية والميكانيكية الخاصة بمحركات نقل الحركة الكهربائية، وبالتالي يتم تحويلهم إلى التدريس أو استخدام تشخيص فشل الأنماط. بالإضافة إلى ذلك، فإن معظم تقنيات التشخيص التي يتم تدريسها في سوق ما بعد البيع لن تكشف سوى عن نسبة صغيرة من جميع أوضاع الفشل المحتملة لـ EM. بالإضافة إلى ذلك، فإن ملاحظتي لكيفية قيام شركات ما بعد البيع ومصنعي المعدات الأصلية بإرشاد الفنيين حول كيفية تحديد النسبة المئوية الصغيرة لأنماط فشل EM كانت سطحية، في أحسن الأحوال. في الوقت الحالي، يعتمد الفنيون بشكل كبير على فشل النمط (التعرف) على الأنظمة كوسيلة لتحديد السبب الجذري لفشل النظام التقليدي (ICE). لسوء الحظ، فإن التقنيات الميكانيكية والكهربائية والمغناطيسية لمجموعة نقل الحركة EM تتكرر بسرعة كبيرة بحيث يتم تحويل فشل النمط إلى نهج تشخيصي أقل فعالية. بدون أساس تقني قوي في تكنولوجيا EM، سيكون التحليل والتشخيص بمثابة معركة شاقة بالنسبة للفني. يتطلب تعلم تحليل EM وتقنيات التشخيص تدريبًا وخبرة كبيرة، وهو ما يشكل تحديًا حتى لأخصائيي التشخيص المتمرسين، ما لم تتمكن معدات التحليل والاختبار من تنقية البيانات الكهربائية والمغناطيسية لجعل مهمة التحليل والتشخيص مهمة أسهل. إن فنيي السيارات غارقون بالفعل في عدد هائل من الدورات التي يحضرونها سنويًا، فقط للبقاء على اطلاع بتقنيات محركات الاحتراق الداخلي التقليدية (ICE). وبما أن تقنية ICE تشكل غالبية التفاعل اليومي للفني، فمن الصعب عليه (وعلى صاحب العمل) تبرير تخصيص ساعات تدريب كبيرة لتعلم أنظمة نقل الحركة الكهربائية. ومع ذلك، فقد وصل سوق السيارات إلى ذروته. بدأ حجم منتجات المركبات الكهربائية في السوق التي تقترب أو تخرج من فترة الضمان الخاصة بها في الوصول إلى أرقام كبيرة. لذلك، لم يعد من الممكن تجاهل هذه الكميات، خاصة من قبل سوق خدمات ما بعد البيع للسيارات. باختصار، لقد وصل مجال خدمة السيارات إلى حالة لم يعد بإمكانه تجاهل المركبات المكهربة أو الأنظمة الكهرومغناطيسية، سواء أدركوا ذلك أم لا!

“الخطوات التالية” التشخيصية للفنيين والمدربين

يشهد سوق خدمات السيارات حاليًا فترة انتقالية للغاية في التاريخ. إننا نشهد تغييرًا في الحرس، حيث تشهد صناعة السيارات تغييرًا في محركات ICE إلى أنظمة نقل الحركة الكهربائية. وهذا يعني أنه يجب على فنيي السيارات الاستمرار في خدمة التكنولوجيا الحالية مع التعلم واكتساب الخبرة في أنظمة نقل الحركة الكهربائية الجديدة. نظرًا لعدم وجود معرفة قديمة (أي القدرة على الاستفادة من المعرفة والخبرة السابقة) والحد الأدنى من نقل التكنولوجيا (التكنولوجيا الحالية لها استخدام محدود في النظام الجديد) من ICE إلى المحركات الكهربائية، فإن أفق التعلم حاد وطويل. والنتيجة هي أن الفنيين سيحتاجون إلى دعم كبير عند تحليل وتشخيص أنظمة نقل الحركة الكهربائية الجديدة. علاوة على ذلك، هناك حاجة في هذا المجال ليس فقط لتحليل وتشخيص أنظمة توليد القوة الكهربائية، ولكن أيضًا لتأكيد (أو عدم) التشخيص للتأكد من أن المكون الصحيح يحتاج إلى الإصلاح أو الاستبدال. وهذه نقطة حرجة، حيث أن العديد من مكونات مجموعة نقل الحركة الكهربائية يمكن أن تسجل عدة آلاف من الدولارات أو أكثر. باختصار، سيحتاج فنيو السيارات إلى الاعتماد على الاختبار والتحليل الذي يمكنه ربط جميع العناصر الضرورية معًا بسرعة لاختبار الجوانب الكهربائية والمغناطيسية للكهرومغناطيسية وتوفير نتائج واستنتاجات اختبار مبسطة.

تحليل وتشخيص EM: دراسة حالة

أصبح تحديد حالة ناقل الحركة أو الحالة الصحية (SOH) أو تأكيد وقوع حدث كارثي جانبًا أكثر أهمية في صناعة خدمات ما بعد البيع وتلك التي تحلل وتشخص وتخدم مجموعات نقل الحركة الكهربائية. نظرًا لاستمرار سوق خدمات ما بعد البيع في أن يصبح أكثر خيارًا لأصحاب الخدمة الهجينة ، فقد أصبح من المهم أيضًا أكثر من أي وقت مضى التأكد من أن تحديد SOH أو لتأكيد وصول وحدة مولد المحرك الكهربائي (MGU) إلى نهاية عمرها الافتراضي ( EOL) عملية قابلة للتكرار وموثوقة. على سبيل المثال، نظرًا لأن ضغط المحرك، وتسرب الأسطوانة، وتوازن عدد الدورات في الدقيقة، وما إلى ذلك، يمكن أن يتغير (يتدهور) مع الوقت أو المسافة المقطوعة (التقادم) مما يؤدي إلى مرحلة EOL للمنتج، يمكن أن تواجه وحدة MGU أيضًا تأثيرات التقادم التي ستؤدي في النهاية إلى يؤدي إلى EOL. ومع ذلك، نظرًا لأن الوقت التقويمي أو المسافة المقطوعة (التقادم) التي يتعطل فيها المحرك يمكن أن تختلف بشكل كبير ويمكن أن تعتمد على العديد من العوامل (دورة القيادة، الموقع الجغرافي، التضاريس، تاريخ الصيانة، إلخ.) يمكن أيضًا أن يتأثر تقادم وحدة MGU بالعديد من العوامل. يمكن أن يساعد (إحصائيًا) في تحديد توقعات موسوعة الحياة العامة. للحصول على البيانات بسرعة، لا توجد طريقة أفضل لاختبار مجموعات نقل الحركة الكهربائية التي تمت إزالتها مؤخرًا من المركبات وتجميع هذه البيانات لتشكيل دراسة حالة وطريقة لتوصيل أهمية اختبار مجموعة نقل الحركة الكهربائية. خبراتي في تطوير التشخيص والاختبار والخدمة لأنظمة المحركات الكهربائية وحزمة البطاريات نادرًا ما تكون هناك فرصة لاختبار وحدات MGU من نفس النوع في نفس الموقع، والتي لها نطاق واسع من الأميال والأعمار الزمنية، ويمكن اختبارها في يوم واحد. ولذلك، ستستخدم دراسة الحالة هذه بيانات من 20 ناقل حركة كهربائي لمركبة تويوتا بريوس الهجينة التي تستخدم نفس محرك القيادة والمولد. يحتوي ناقل الحركة الكهربائي هذا على وحدتي MGU: محرك دفع واحد (MG2) ومولد واحد (MG1).

معلومات أساسية عن اختبار دراسة الحالة

المعلومات التالية بمثابة معلومات أساسية عن عدد وحدات MGU ذات ناقل الحركة Toyota Prius التي تم اختبارها كجزء من دراسة الحالة هذه:

• مكان الاختبار: يستخدم الغرب الأوسط شركة جزئية متخصصة في مكونات المركبات الكهربائية الهجينة

• تويوتا بريوس نوع ناقل الحركة: الجيل الثاني (2004 – 2009)

• تمت إزالة جميع ناقلات الحركة التي تم اختبارها من السيارة وتخزينها في المستودع على منصات نقالة (ملاحظة: كان من الممكن اختبار وحدات MGU مع ناقل الحركة المركب في السيارة أو خارج السيارة دون أي تغيير في بيانات الاختبار)

• عدد Transaxles في مجموعة الاختبار: 20

• نطاقات الأميال من سكان الاختبار: 28 ألف – 148 ألف

• نطاقات السنة النموذجية لمجتمع الاختبار: 2004 – 2009

• تم اختبار وحدات MGU: MG1 وMG2

• عدد الاختبارات على كل وحدة MGU للحصول على البيانات: واحد (1)

• درجة حرارة الاختبار: 5.5 درجة مئوية (42 درجة فهرنهايت)

• الرطوبة: 58%

أدوات اختبار دراسة الحالة والحصول على البيانات

• MS Excel – لإدخال/تجميع بيانات الاختبار وحساب القيم الإحصائية

• All Test Pro 33EV (AT33EV) – أداة تحليل دوائر المحرك للحصول على بيانات اختبار المحرك

• متطلبات معايير الاختبار: يغطي معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) 56 و118 و120 طرق اختبار تحليل دوائر المحرك، بما في ذلك كيفية جمع البيانات بواسطة الأجهزة. IEEE 1415-2006، “دليل اختبار صيانة الرسائل الفورية وتحليل الأعطال”؛ IEEE 43-2000، “الممارسة الموصى بها لاختبار العزل”

• الأساس المنطقي لاختيار الأداة: سجل AT33EV أعلى خمس (5) منهجيات اختبار MGU في دراسة داخلية لشركة General Motors (GM) أجراها فريقي في عام 2011 لتحديد احتمالات قدرات التشخيص والاختبار لأداة اختبار MGU. كما أنها سجلت أعلى النتائج في دراسة أجراها مورد خارجي لاختبار المحركات الكهربائية لشركة جنرال موتورز، عندما تم تكرار الدراسة لضمان تكرار نتائج الاختبار وأداء الأجهزة. لذلك، يعد AT33EV أداة اختبار فائقة الأداء لإجراء اختبار EM ثلاثي المراحل وتحليل SOH. إحدى المزايا الأساسية لأداة AT33EV هي قدرتها على اختبار الدوار الكهرومغناطيسي دون الحاجة إلى الدوران. باختصار ، يمكن اختبار EM بالكامل بشكل ثابت. بالنسبة للفني ، هذا يعني أنه يمكن إجراء الاختبار مع تعطيل نظام الجهد العالي ولا يلزم إجراء اختبار على الطريق – يمكن إجراء جميع الاختبارات في حجرة الخدمة.

• معلمات اختبار الأداة التي اكتسبتها الأداة لتحديد MGU SOH: مقاومة التيار المباشر (dc) (مللي أوم)، الحث، المعاوقة، السعة، زاوية الطور، نسبة التيار إلى التردد، عامل التبديد (التلوث)، ومقاومة العزل.

• نتائج الاختبار المقدمة من جهاز AT33EV: o مقاومة المرحلة للتيار المستمر معبرًا عنها بأوم المقاومة – سيتم استخدام هذه البيانات لاختبار توصيلات المحرك الداخلية (أي التآكل والوصلات المجعدة السائبة، وما إلى ذلك). يمكن أيضًا استخدام مقاومة التيار المستمر للإشارة إلى قصر شديد جدًا في الملف الداخلي (من النحاس إلى النحاس) أو تقصير أكثر شدة من مرحلة إلى مرحلة (فشل لف الطور داخل أو بين الطور). إن اختبار مقاومة التيار المستمر غير فعال في تحديد النحاس الأقل توغلاً إلى قصر النحاس ولن يساعد في تحديد عمر فتحة اللف/الجزء الثابت.

• اختبار مقاومة العزل (IR) المعبر عنه بأوم المقاومة – يتم ملاحظة اختبار الأشعة تحت الحمراء ومقارنته بالوقت المنقضي لتحقيق أعلى مستوى مقاومة لتحديد العزل لحاجز المقاومة الأرضية.

• عامل التبديد (DF) – معبرًا عنه بالنسبة المئوية (المشتق من قياسات زاوية الطور والسعة) هو مقياس لفقد العزل الكهربائي (العازل) في مادة عازلة كهربائية في مجال (تيار متناوب) والطاقة الناتجة المتبددة كحرارة. يتم استخدام DF كوسيلة لقياس التغيرات في حالة جودة طلاء سلك لف الطور MGU (الورنيش العازل أو المينا)، وحالة جودة العزل الكهربائي من سلك إلى سلك ومن مرحلة إلى مرحلة، وحالة جودة عزل بطانة الجزء الثابت (العازل) لقياس التغيرات في تحديد أي خسائر عازلة بسبب التلوث و/أو التدهور (الشيخوخة). التلوث هو / يمكن أن يكون تأثيرًا تراكميًا ومشتقًا من العناصر الدقيقة للألمنيوم والصلب ومواد الاحتكاك وملوثات الزيت والبلاستيك والرطوبة وما إلى ذلك والتي توفر وسطًا يمكن من خلاله نقل الطاقة بين أسلاك الطور ولفات الطور بين الطور اللفات وعزل بطانة فتحة الجزء الثابت، أو بين أسلاك لف الطور، عزل بطانة الفتحة والحديد الخلفي MGU (أي مكدس تصفيح الجزء الثابت) الشائع كهربائيًا في هيكل السيارة. وينتج عن ذلك طلاء متعرج ضعيف/متقدم في الطور و/أو مواد عازلة للفتحة (عازلة). نظرًا لأن الفشل الكارثي (النهائي) لوحدة MGU يمكن أن يكون نتيجة للتلوث التراكمي خلال فترة خدمتها، فإن نتائج بيانات اختبار DF تعد مقياسًا تشخيصيًا/تشخيصيًا مهمًا للمستخدم للمساعدة في تحديد عزل MGU SOH.

• قيمة الاختبار الثابتة (TVS) – رقم بلا أبعاد يتكون من استخدام مجموعة فرعية من معلمات اختبار الأدوات المذكورة أعلاه وهي الحث، والممانعة (مقاومة التيار المتردد)، وزاوية الطور، ونسبة التيار والتردد، وتنقية المقاييس الناتجة باستخدام خوارزمية معقدة. تحليل. يتم بعد ذلك حساب بيانات اختبار معلمة اللف ثلاثية الطور بواسطة خوارزميات برمجية توفر قيمة عددية ناتجة للمستخدم لتحديد الأداء الكهربائي والمغناطيسي للجزء المتحرك من MGU ثلاثي الأطوار. يقارن المستخدم الرقم بدون أبعاد برقم مرجعي (الأرقام المقدمة مع المختبر) لتحديد مدى انحراف بيانات MGU المختبرة (أو عدم انحرافها) عن بيانات اختبار MGU الجديدة من نفس النوع أو توليد الإرسال. تلغي قيمة TVS أيضًا الحاجة إلى تدوير MGU لاختبار لفات الجزء الثابت ثلاثية الطور ، ومغناطيس الدوار أو قضبان الدوار ، وحلقات التقصير ، إلخ.

• اختبار النظام الفرعي لـ MGU: AT33EV قادر على اختبار دوار MGU والجزء الثابت SOH دون تدوير (تدوير) الدوار (سواء كان مغناطيسًا دائمًا أو EM تحريضيًا)

• تم توصيل كابلات AT33EV بـ MGU باستخدام ثلاثة (3) محولات نحاسية نقية بقطر 0.375 بوصة مع مقاومة في نطاق ميكرو أوم منخفض، وأسطح مخرشة، وخيوط خارجية (محولان بطول 3 بوصات ومحول واحد بطول 4 بوصات length) للسماح باتصال الأجهزة القابل للتكرار بكابلات MGU.

عرض بيانات دراسة الحالة

يتم عرض بيانات اختبار MGU في الجدول 1 والجدول 2. يوفر الجدول 1 بيانات اختبار لناقل الحركة MG1 (المولد) ويوفر الجدول 2 نتائج اختبار لناقل الحركة MG2 (محرك القيادة). توفر أعمدة الجدول البيانات التالية (من اليسار إلى اليمين):

• رقم عينة الإرسال

• قراءة عداد مسافة السيارة الذي تم إزالة ناقل الحركة منه

• المقاومة 3-2 / 2-1 / 1-3: قيم المقاومة عند قياس المراحل من 3 إلى 2، ومن 2 إلى 1، ثم من 1 إلى 3. نتائج اختبار المقاومة هي مقارنة قيم لف الطور لتحديد توازن المقاومة الإجمالي. تنص وثيقة معايير معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونية (IEEE) رقم 1415-2006 على أنه “تتم مقارنة القيم (المقاومة) الثلاثة – يجب أن تكون جميع القراءات في حدود 3% – 5% من متوسط ​​القراءات الثلاث.” تضمن القيم القياسية وجود تيار كهربائي (مقاومة) وتوازن تيار الطور بين جميع ملفات الطور MGU.

• DF% (عامل التبديد) – هو رقم مشتق من خوارزميات برنامج AT33EV التي توفر بيانات اختبار التلوث الناتجة بتنسيق نسبة مئوية (%) للمستخدم. البيانات المستخدمة لتحديد MGU DF هي السعة (العنصر الأساسي لاختبار DF)، والحث، والمقاومة، وزاوية الطور، ونسبة التيار إلى التردد كعناصر كهربائية إضافية يستخدمها البرنامج لتنقية البيانات. في البيانات، يتم عرض DF بالنسبة المئوية ووحدات السعة (٪). ومع ذلك، لتبسيط عملية الإبلاغ عن البيانات في هذه المقالة، سيتم استخدام النسب المئوية في ثلاثة نطاقات:

o ≥ 6% = جيد (جيد) – التلوث ضمن الحدود المقبولة

o 6% – 10% = تحذير (W) – التلوث مرتفع ولكنه ليس خارج الحدود

o ≥ 10% = فشل/فشل (F) – التلوث مفرط، خارج الحدود ويمكن أن يكون أيضًا ظروفًا موجودة تسبب وضع فشل أكثر خطورة

يتم تغطية اختبار تلوث ملفات MGU في معيار IEEE 43-2000. يغطي IEEE 56 و118 و120 طرق اختبار تحليل الدوائر الحركية، بما في ذلك كيفية جمع البيانات بواسطة الأجهزة.

• TVS (قيمة الاختبار الثابتة) – تسمح قيمة TVS باختبار وحدات MGU من خلال مقارنة بيانات الاختبار بوحدة مرجعية (جديدة). من خلال استخدام رقم مرجعي مؤهل، يمكن تحديد أي MGU SOH باستخدام طريقة المقارنة هذه. على وجه الخصوص، يمكن أن تساعد قيمة TVS في تحديد مستوى تقادم (تدهور) MGU للملفات، وعزل فتحة الجزء الثابت، والحالة المغناطيسية للعضو الدوار/العضو الثابت، وما إلى ذلك، أو إذا كانت الوحدة قد تعطلت بالفعل. يتمثل المفهوم الرئيسي لاستخدام مقياس TVS في القدرة على اختبار ناقل الحركة/ناقل الحركة في السيارة سواء كان يستخدم اتصالاً مباشرًا بالمحرك النهائي، أو مجموعات تروس كوكبية فردية أو متعددة، أو أنظمة القابض الهيدروليكي الداخلية، وما إلى ذلك. ومع ذلك، لن تحدد بيانات TVS ما إذا كانت مشكلة MGU ثلاثية الطور هي الجزء الثابت أو الدوار. يمكنه فقط تحديد ما إذا كان هناك عدم توازن كهربائي أو مغناطيسي في الجزء المتحرك أو الجزء الثابت.

• يتم الإبلاغ عن نتائج بيانات TVS على النحو التالي:

o ≥ 3% = موافق – توازن جيد بين الجزء الثابت والدوار

o ≥ 3% ولكن ≥ 5% = تحذير (W) من أن الجزء الثابت أو الدوار بدأ يفقد التوازن كهربائيًا أو مغناطيسيًا

o ≥ 5% = الفشل (F) – الخواص الكهربائية أو المغناطيسية للجزء الثابت أو الدوار غير متوازنة وفشلت في البقاء ضمن نطاق الاختبار. قد يكون نطاق الفشل أيضًا عبارة عن ظروف موجودة تسبب وضع فشل أكثر خطورة

في أنظمة السيارات، لا يهم ما إذا كانت المشكلة تكمن في العضو الدوار أو الجزء الثابت، لأنه يجب تفكيك ناقل الحركة/ناقل الحركة في السيارة أو إزالته من السيارة. في كلتا الحالتين، تتم إزالة الجزء الثابت والعضو الثابت ويمكن استخدام مجموعة الجزء الثابت والعضو الدوار الجديدة أو المعروفة لاستبدال الوحدات التي فشلت في الاختبار أو تشير إلى بيانات متوافقة مع التقادم المتقدم. من خلال استبدال كل من الجزء الثابت والدوار، فإن هذا من شأنه أن يخفف من التشخيص الخاطئ المحتمل أو الاختبارات الأكثر تكلفة.

بيانات دراسة الحالة ومناقشة النتائج

كان هناك إجمالي 20 ناقل حركة كهربائي من الجيل الثاني (2004-2009) كجزء من هذه الدراسة. على الرغم من عدم ذكر ذلك في البيانات (ولكن تمت الإشارة إليه في صفحات البيانات)، فقد تم اختبار كل ناقل حركة لمقاومة العزل (IR) عند 500 فولت تيار مستمر. لم يكن هناك (0) ناقل حركة فشل في اختبار IR. ومع ذلك، كان اثنان من ناقلات الحركة (العينة 12 و16) بطيئين في تحقيق الحد الأقصى لمستوى الأشعة تحت الحمراء البالغ 500 فولت تيار مستمر @> 10 ثوانٍ) والتي تشير، من تجربة الاختبار، إلى البداية الأولية لتسرب العزل وضعف في عزل ملف MGU أو المواد العازلة لفتحة الجزء الثابت. مع استمرار عمر الملفات، فإن الوقت اللازم للوصول إلى الحد الأقصى لمستوى الأشعة تحت الحمراء سيزداد بشكل ملحوظ (أي 45 ثانية – أكثر من دقيقة واحدة)، وذلك بسبب تسرب الطاقة بين الملف وبطانة الفتحة وتصفيحات الجزء الثابت (الحديد الخلفي). سوف يتطور هذا النوع من نتائج البيانات في النهاية إلى فشل MGU، لكن التنبؤ بوقت الفشل ليس في نطاق هذه المقالة. ومع ذلك، هناك طرق إحصائية عالية الجودة متاحة (مثل تحليل Weibull أو استخدام إحصائيات الموثوقية) التي يمكن أن تساعد في التنبؤ بوقت فشل وحدة MGU بناءً على نتائج خصائص الاختبار الكهربائي، وبيئة التشغيل، وما إلى ذلك.

بيانات عداد المسافات

بيانات عداد المسافات في دراسة الحالة هذه واسعة جدًا وتم تقريبها إلى أقرب 1000 ميل لسهولة إعداد التقارير. ناقل الحركة ذو أدنى نقطة بيانات لعداد المسافات هو 23000 ميل وأعلى نقطة بيانات تبلغ 148000 ميل.

بيانات قياس مقاومة المرحلة

يتم الإبلاغ عن بيانات مقاومة الطور بوحدات العاصمة مللي أوم (mOhms). أبلغت عينة Transaxle 8 عن أدنى مقاومة تبلغ 96.40 – 96.90 مللي أوم. أبلغت عينات المحور 3 و4 و7 و8 عن أدنى مقاومة لـ MG2 تبلغ 120.00 – 121.00 مللي أوم. تم إجراء جميع قياسات مقاومة طور عينة المحور< تباين مقاومة 3% لتوازن مقاومة الطور، وبالتالي، كان ضمن معيار IEEE 1415 – 2006 للآلات الكهربائية المتوازنة المقاومة للتيار المستمر.

بيانات قياس عامل التبديد

تشير بيانات عامل التبدد % إلى أن عينة MG1 13 لناقل الحركة كانت الوحدة الوحيدة التي لم تسجل في النطاق الطبيعي بنسبة 7.06% (نطاق التحذير). بيانات عينة Transaxle MG1 16 بنسبة 5.99% كادت أن تضعها في فئة التحذير مع العينة 13. لم تسفر أي من بيانات وحدة Transaxle MG2 عن تحذير DF% أو فشل. ومع ذلك، فإن عينة Transaxle 16 DF% من 5.66 تقع ضمن حدود الاختبار المقبول ولكنها تقع على حدود بيانات التحذير. تضع بيانات MG1 وMG2 للعينة 16 تقريبًا في فئة بيانات التحذير لكلا وحدتي MGU.

بيانات القياس الثابتة لقيمة الاختبار

يعد قياس TVS (الرقم بدون أبعاد) هو القيمة الرقمية الأكثر تعقيدًا لبيانات القياس التي يجب الإبلاغ عنها. القيمة المرجعية لـ TVS المستهدفة للجيل الثاني MG1 وMG2 هي:

• MG1 = 5.80

• MG2 = 13.30

أشارت البيانات التي تم الحصول عليها لعينات ناقل الحركة MG1 إلى أن العينات 12 و5 كانت في حالة تحذير (تباين بنسبة ≥ 3% ولكن ≥ 5% عن هدف البيانات المرجعية)، بينما أشارت العينة 11 إلى حالة الفشل (تباين بنسبة ≥ 5% عن البيانات المرجعية هدف). أشارت البيانات التي تم الحصول عليها لعينات ناقل الحركة MG2 إلى أن العينة 1،2،4،10،11 و13 كانت في حالة تحذير (تباين بنسبة ≥ 3% ولكن ≥ 5% عن هدف البيانات المرجعية)، بينما أشارت العينة 15 إلى حالة فشل ( ≥ 5% تباين عن هدف البيانات المرجعية).

استنتاجات دراسة الحالة

على الرغم من أن دراسة الحالة هذه تتضمن عينة صغيرة الحجم تبلغ 20 فردًا، إلا أن البيانات تتوافق مع الاختبار الذي تم إكماله على مئات وحدات MGU (سواء منتج Toyota أو منافسيها). من المفهوم أنه إذا كان هناك عدد من مركبات الجيل الثاني في مجال ≈1.5 مليون مركبة، فإن حجم العينة اللازم لتوفير ثقة بيانات بنسبة 95% (مع فاصل ثقة +/- 3%) هو ≈1100 ناقل حركة.

حجم العينة في هذه الدراسة بعيد عن العدد اللازم لتحقيق نمذجة إحصائية موثوقة للآلات الكهربائية MG1 وMG2 MGU للفترة 2004-2009. كان هناك مجموعة سكانية إحصائية كبيرة بما يكفي (حجم العينة) مقترنة بمستوى ثقة عالٍ وفاصل ثقة لتحقيق أرقام إحصائية موثوقة للتوصل إلى نتيجة إحصائية خارج نطاق دراسة الحالة هذه. ومع ذلك، فإن رجحان أدلة الاختبار من دراسة الحالة هذه (وغيرها من الدراسات المشابهة) كان متسقًا مع نتائج دراسة الحالة الأخرى لتوفير قيمة إنذارية وتشخيصية للفنيين الميدانيين في تحديد SOH لوحدة MGU قبل حدوث فشل كارثي.

مقارنة أنواع البيانات – بناءً على البيانات المقدمة في دراسة الحالة هذه، يمكن استنتاج أن بيانات مقاومة اللف لا توجه (أو تتبع) أوضاع فشل MGU SOH الأخرى. أشارت جميع اختبارات مقاومة الطور على وحدات MGU في دراسة الحالة هذه إلى وجود توازن بين جميع مراحل MGU وكل منها يتوافق مع معيار IEEE 1415-2006. لم تتجه بيانات DF التي تم الحصول عليها من كل وحدة من وحدات MGU أو تتبعها مع بيانات اختبار مقاومة التيار المستمر ولم تتجه إلى بيانات TVS. لذلك، يمكن أن تحتوي وحدة MGU على مقاومات طور متوازنة، وبيانات DF٪ موجودة ضمن نطاقات التسامح ولكنها فشلت في اختبار TVS. يتوافق هذا الاختبار مع معايير IEEE 56 و118 و120 التي تغطي طرق اختبار تحليل الدوائر الحركية، بما في ذلك كيفية جمع البيانات عن طريق الأجهزة. وأيضًا، استنادًا إلى بيانات دراسة الحالة، من الممكن احتواء مقاومات الطور المتوازنة، وبيانات TVS الموجودة ضمن نطاق التسامح ولكنها تكتسب مستويات تحذير لنسبة DF٪. يتوافق هذا الاختبار مع اختبار تلوث ملفات MGU الوارد في معيار IEEE 43-2000.

باختصار، يتم فصل بيانات المقاومة وبيانات DF% وبيانات TVS في تحديد SOH لوحدة MGU. باستخدام مبادئ الهندسة الكهربائية الأساسية جنبًا إلى جنب مع الرياضيات المتقدمة وخوارزميات البرامج لتنقية البيانات، يمكن الحصول على صورة كاملة لـ MGU SOH أو تأكيد الفشل الكارثي. هذه أخبار جيدة للفنيين في هذا المجال لأنه، في الماضي، كانت العديد من مشكلات التشغيل/الأداء لوحدة MGU، أو قياس عمر عزل اللف أو الفتحة، أو محاولة تحديد الحالة المتقطعة الصعبة غير موثوقة. تقنيات التشخيص غير الموثوقة مثل استخدام مقياس المللي أوم فقط، أو استخدام مقياس المللي أوم والأشعة تحت الحمراء، أو استخدام مجموعة من مقياس المللي أوم، والأشعة تحت الحمراء، ومقياس المعاوقة غير قادرة على اكتشاف التغيرات الطفيفة في ملف الطور أو عزل فتحة الجزء الثابت، وبالتالي، لا يمكنها اكتشافها بداية أوضاع الفشل الكهربائي أو العزل. قد تكون هذه الطرق مقبولة لتحديد نطاق ضيق من أوضاع الفشل أو تأكيد حالة كارثية، لكن لا شيء منها قادر على تقديم اختبار SOH لملف MGU المتقدم وبطانة الفتحات.

ملخص

أتمنى أن تكون قد استمتعت بدراسة الحالة هذه وأنها زودتك بمزيد من المعرفة حول كيفية اختبار وحدات MGU لمجموعة واسعة من أوضاع SOH وأوضاع الفشل. يجب أن يصبح اختبار مجموعة نقل الحركة الكهربائية مقياس فحص قياسي لأي شركة تصنيع المعدات الأصلية أو خدمات ما بعد البيع. مع استمرار صناعة السيارات في الانتقال من المحركات المعتمدة على محرك ICE إلى اقتصاد المحركات الكهربائية، فمن الضروري أن يفهم فنيو السيارات كيفية إجراء الاختبار والتحليل وأنماط الفشل التي يمكن تحديدها من خلال التحليل. سيكون أيضًا من مسؤولية أعمال الخدمة إعلام العملاء وتثقيفهم حول كيفية تغيير المحركات الكهربائية لفحص السيارة وصيانتها. في الوقت الحالي، يقوم عدد قليل من شركات الخدمات بتثقيف المستهلك حول عمليات فحص SOH لمجموعة نقل الحركة الكهربائية، وسيحتاج هذا إلى أن يصبح سائدًا قريبًا لضمان مستويات عالية من إدارة علاقات العملاء (CRM). يعد الاختبار الدوري لـ EMs عنصرًا مهمًا في تحديد SOH لمجموعة نقل الحركة الكهربائية ويجب على جميع الشركات التي تخدم المركبات الهجينة والكهربائية أن تجعل من تقديم هذه الخدمة لمالك السيارة الكهربائية ممارسة قياسية. لن يعرف عميل السيارة عن تحليل EM SOH الدوري حتى يتم تثقيفه بواسطتك. يا لها من وسيلة رائعة لأعمال الخدمات لإنشاء خدمات جديدة لتوليد الإيرادات، مع تقديم خدمة قوية للعملاء!