Tillförlitlighet och underhåll av elfordon

EV-verkstad och underhåll med Dr. Mark Quarto från Quarto Technical Services

Drivlinor för elfordon är mycket enklare jämfört med traditionella förbränningsmotorer. Dessa motorer kräver ingen normal service såsom oljebyte, underhåll av tändstift, bränsle- och oljefilter. Elmotorer är i allmänhet tillförlitliga, har lång livslängd och är lätta att underhålla. Även om elmotorer kräver mindre underhåll måste de ändå servas enligt tillverkarens rekommenderade schema. Normala problem som alla fokuserar på är batterier, men när det gäller motorer finns det ett stort gap i bedömning och kunskapsnivå som krävs för att diagnostisera elektriska motorer. “När jag har pratat med många fordonstekniker och instruktörer genom åren har de flesta snabbt erkänt att de har minimal erfarenhet av att testa, analysera och diagnostisera EM-system. Även om teknikerna är väl insatta i diagnosmetoderna för traditionella drivlinor är deras erfarenheter mer begränsade när det gäller elektriska drivlinor.”

Provning av EV-motorn

Marknaden för begagnade och andrahandsägda elbilar fortsätter att öka oron för hur tekniker ska kunna analysera och diagnostisera elektriska drivlinor på ett säkert sätt. Diagnostik av drivmotorer och generatorer (elektriska maskiner – EM) samt SOH-analys (State-of-Health) har hamnat i centrum för diagnostik och analys av fordon. Fordonstekniker har uttryckt ett stort intresse för att lära sig de senaste analys- och diagnosprocesserna för att hjälpa till att fastställa SOH för en EM.

När elektrifierade fordon fortsätter att åldras på marknaden ställer sig nu första ägare av äldre fordon, andra ägare och vagnparker frågan “vilket skick har drivmotorn och generatorn (stator och rotor) när man fastställer SOH för ett fordon?” Fälttekniker behöver en metod för att diagnostisera fel i elektriska drivlinor. Omborddiagnostik för OEM-fordon kanske inte ger den omfattande analys som krävs för att fastställa hälsan hos en åldrad EM och inte heller klargör problem inom EM eller dess Power Inverter Module (PIM)-system. Eftersom kostnaden för ett EM- eller PIM-system kan uppgå till tusentals reparationsdollar är det viktigt att identifiera och fastställa grundorsaken till problemet. Den arbetstid som krävs för att identifiera grundorsaken till ett problem kan vara orimligt tidskrävande och öka kostnaderna för den faktiska reparationen. Om systemen feldiagnostiseras ökar kostnaderna för delar och arbetskraft avsevärt. Varken eftermarknaden eller OEM-tillverkarna har integrerat EM SOH som en del av en formell testprocess, jämfört med den traditionella gasmotorn (ICE eller förbränningsmotor).

Om en fordonstekniker tillfrågades om orsakerna till en traditionell förbränningsstörning, variationer i varvtal, magert/rikt tillstånd etc., skulle det vara självklart för dem att utföra specifika/riktade tester. Några av dessa motorprov kan vara cylinderbalans, kompression, cylinderläckage, vakuumvågformer, test av tändsystem osv. Dessa tester är endemiska och inbyggda i DNA:t för hur fordonstekniker testar, analyserar och diagnostiserar drivlinor. Jämfört med EV-motorer kanske samma fordonstekniker kan nämna en eller två typer av tester men är helt obekanta med de ytterligare testelement som används i EM-analys och de tillhörande felsätten. Här ligger den grundläggande skillnaden mellan den nuvarande nivån av EM-analys och diagnostik inom fordonsserviceområdet.

Underhåll och felsökning av elmotor i dagsläget

Fordonstekniker är redan överväldigade av det enorma antal kurser de deltar i varje år, bara för att hålla sig uppdaterade om traditionell teknik för förbränningsmotorer (ICE). Och eftersom förbränningsmotortekniken utgör merparten av det dagliga arbetet för en tekniker är det en betungande uppgift för dem (och företagets ägare) att motivera att avsätta betydande utbildningstimmar för att lära sig elektriska drivlinor. Fordonsmarknaden har dock nått en höjdpunkt. Antalet produkter för elektrifierade fordon på marknaden som närmar sig eller har nått slutet av sin garantiperiod börjar bli betydande. Den globala försäljningen av elbilar uppgick till cirka 7,2 miljoner under YE2019, en ökning med 57% jämfört med den totala försäljningen av elbilar under YE2017. Dessa volymer kan inte längre ignoreras, särskilt inte av eftermarknaden för fordonsindustrin.

Fordonstekniker är redan överväldigade av det enorma antal kurser de deltar i varje år, bara för att hålla sig uppdaterade om traditionell teknik för förbränningsmotorer (ICE). Och eftersom förbränningsmotortekniken utgör merparten av det dagliga arbetet för en tekniker är det en betungande uppgift för dem (och företagets ägare) att motivera att avsätta betydande utbildningstimmar för att lära sig elektriska drivlinor. Fordonsmarknaden har dock nått en höjdpunkt. Antalet produkter för elektrifierade fordon på marknaden som närmar sig eller har nått slutet av sin garantiperiod börjar bli betydande. Den globala försäljningen av elbilar uppgick till cirka 7,2 miljoner under YE2019, en ökning med 57% jämfört med den totala försäljningen av elbilar under YE2017. Dessa volymer kan inte längre ignoreras, särskilt inte av eftermarknaden för fordonsindustrin.

För närvarande förlitar sig tekniker i hög grad på mönsterfel (igenkänning) i system som en metod för att identifiera grundorsaken till traditionella systemfel (ICE). “Tyvärr utvecklas EM-drivlinans mekaniska, elektriska och magnetiska teknik så snabbt att mönsterfel skulle förpassas till en mindre effektiv diagnosmetod. Utan en stabil teknisk grund inom EM-teknik kommer analys och diagnostik att vara en bokstavlig uppförsbacke för en tekniker. Att lära sig EM-analys och diagnostiska tekniker kräver betydande utbildning och erfarenhet, som är en utmaning även för erfarna diagnostiker, om inte analys- och testutrustningen kan bearbeta elektriska och magnetiska data för att göra analys och diagnostik enklare.”

Underhåll och felsökning av EV-motorer

ALL-TEST PRO 33 EV™ är det enda instrumentet som är tillverkat för att testa de speciella permanentmagnetmotorer och motor/generatorer som används i el- och hybridfordon. Med den här innovativa hybridmotormagnetprovaren kan du testa magnetmotorer i fordon med en enda enhet som ger snabba och exakta diagnosresultat.

Marks motivering till valet av AT33EV: “AT33EV fick högst poäng av fem (5) MGU-testmetoder i en intern studie från General Motors (GM) som mitt team genomförde 2011 för att fastställa utsikterna för MGU-testinstrumentets prognos- och testkapacitet. Den fick också högst poäng i en studie som utfördes av en extern leverantör av elmotortester för GM när studien replikerades för att säkerställa repeterbarhet av testresultat och instrumentprestanda. Därför är AT33EV ett överlägset testinstrument för att utföra 3-fas EM-testning och SOH-analys. En av de främsta fördelarna med AT33EV-verktyget är dess förmåga att testa en EM-rotor utan krav på rotation. Sammanfattningsvis kan EM testas helt statiskt. För teknikern innebär detta att provningen kan utföras med högspänningssystemet urkopplat och att ingen provning på väg krävs – all provning kan utföras i servicehallen.”

Testparametrarna för MGU SOH omfattar likström (DC), resistans (milliohm), induktans, impedans, kapacitans, fasvinkel, strömfrekvenssvar, spridningsfaktor (kontaminering) och isolationsresistans. AT33EV kan snabbt felsöka eller validera ett systems motoranslutning och motorhälsa.

Mark Quarto har arbetat i över 32 år med teknik för elektrifierade fordon. Hans erfarenhet omfattar de flesta områden inom fordonsutveckling och teknik. Hans arbete med elektriska system, elektrifiering av fordon, framdrivning och energihantering ledde till att han startade sitt eget företag där han undervisar, är mentor och konsult åt flera OEM-tillverkare, återtillverkare och eftermarknadsföretag på EV-marknaden. Några av Marks arbeten inkluderar: GM:s EV1, Chevrolet Tahoe/Yukon 2 Mode Hybrid, Chevrolet Spark, Volt och Equinox, demonstrationsflottan för bränsleceller och andra avancerade konceptfordon. Quarto Technical Services är ALL-TEST Pros distributör för EV-testinstrument och rådgivning.

ALL-TEST Pro (ATP) har i över 30 år tillhandahållit säkra, snabba och tillförlitliga motorbesiktningar med patenterad och beprövad teknik och utrustning. ATP:s produktsortiment används inom många branscher, t.ex. tillverkning, livsmedelsförädling, vatten och avfall, stål, verktyg, flyg och rymd, transport och mycket mer. Alla instrument är handhållna, snabba, portabla, säkra och ger information om motorns och komponenternas tillstånd och hälsa jämfört med traditionell testutrustning som genererar mätvärden som måste tolkas.