Apeldoornse wielnaafmotoren doorgelicht met meetsysteem HBM
Medio vorig jaar heeft HBM Benelux zijn eerste Edrive-oplossing in Nederland geïnstalleerd bij het Apeldoornse E-Traction, dat wielen met naafmotoren maakt voor onder meer stadsbussen. Edrive is een combinatie van meet- en testapparatuur en bijbehorende software, bedoeld voor aandrijvingen, generatoren, invertertechniek en batterijen in elektrische voertuigen. Na een uitgebreide proefperiode gebruikt E-Traction het systeem sinds begin dit jaar om meetwaarden voor productontwikkeling, praktijk- en duurtests op te nemen en te analyseren.
De Apeldoornse wielen hebben een ingebouwde elektromotor en inverter, waardoor er geen verbrandingsmotor en versnellingsbak meer nodig zijn in het voertuig. Een regelmodule en een vehicle energy manager verzorgen samen de aansturing van de elektromotoren. In feite levert E-Traction een hele elektrische aandrijflijn, waarbij het niet uitmaakt of de energie van batterijen of waterstofbrandstofcellen komt. Momenteel rijden er in Europa zo’n vijftien bussen met wielnaafmotoren rond, meestal als onderdeel van proefprojecten met schone voertuigen. In de werkplaats in Apeldoorn staan echter ook diverse prototypes van personenauto’s.
‘De Edrive-oplossing is voor ons een ideaal test- en analysesysteem’, zegt Patrick Hendriks, electronica-engineer bij E-Traction. ‘We meten het mechanische vermogen van de elektromotoren, maar we kunnen nu ook zien hoeveel vermogen de inverter en de motor in gaat. Met behulp van het data-acquisitiesysteem en de bijbehorende software kunnen we alle relevante data opnemen en analyseren. De testopstelling gebruiken we om onze eigen berekeningen te analyseren en te verifiëren, zodat we kunnen zien of het in de praktijk echt zo werkt als we denken. Daarnaast gebruiken we de opstelling voor het testen van onderdelen in de praktijk, voor duurtests en het testen van storingen.’
HBM heeft de Edrive-oplossing ontwikkeld omdat de bestaande meet- en testapparatuur niet alle relevante informatie en data kon leveren. Door de snelle opkomst van elektrische auto’s bleek er een grote vraag naar complete systemen, die met name ook geschikt zijn om de elektrische componenten en waarden te meten. ‘Een verbrandingsmotor test je op een andere manier dan een elektromotor’, legt René Bastiaanssen van HBM Benelux uit. ‘Bij verbrandingsmotoren wil je graag mechanische waarden meten; bij elektromotoren wil je vooral ook informatie hebben over de elektrische signalen tussen de inverter en de motor en over de status van de batterijen, dit alles tijdsynchroon gemeten met het mechanische uitgangsvermogen van de elektromotor.’
Het Edrive-pakket bestaat uit een koppelopnemer en een data-acquisitiemodule, die de functionaliteit van een datalogger, een oscilloscoop en een power/efficiency analyser combineert. Deze module is een data- en transient-recorder uit de Genesis Highspeed-serie. Vanwege het beperkte aantal benodigde kanalen kiezen gebruikers in de praktijk voor de draagbare Gen3i in combinatie met bijvoorbeeld een digitale T12-koppelmeter en optioneel een aantal thermokoppels. Deze componenten vormen samen een krachtig en integraal test- en analysesysteem voor elektrische motoren.
De powermeterfunctionaliteit van het systeem geeft een compleet inzicht in de karakteristieken van de elektrische aandrijving. Het Edrive-pakket met de Gen3i slaat met een samplefrequentie tot 2 MS/s continu meetdata op uit achttien kanalen voor het meten van stroom en spanning tot wel duizend volt. Alle metingen lopen synchroon met de meetsignalen voor temperatuur, koppel en toerental. Uitgebreidere configuraties met grotere aantallen kanalen en hogere samplefrequenties zijn binnen de Genesis Highspeed-serie eveneens mogelijk.
De bijbehorende software heeft HBM eveneens speciaal ontwikkeld voor het verzamelen, opslaan en analyseren van metingen aan elektrische motoren en inverters. Via een optische ethernetinterface is het systeem volledig vanaf een pc te bedienen.
