混合动力汽车动力总成测量的专业解决方案

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混合动力汽车动力总成测量的专业解决方案

除了用于城市交通的纯电动汽车以外，更加复杂的混合动力汽车的发展也受到了越来越大的推动。

混合动力汽车发展的重点是系统设计的载荷谱记录，确保操作稳定性和优化驾驶行为。特别地，内燃机和电动机之间的最佳相互作用对控制技术提出了巨大的挑战。

在Powertain中不同点的动态扭矩行为对于算法的设计至关重要。重要的接口是内燃机和电动机，变速器输入，变速器输出，前轮驱动输出和侧轴之间的接口。对于部分负载测量，扭矩测量精度的要求特别复杂。内燃发动机，电动机和电动机之间的测量点-变速箱输入承受高热负荷。通常，此处要涵盖的温度范围是–40°C至+ 160°C。此外，还有石油环境。如今，在几乎恒定的环境温度和无油环境下，用于测试台扭矩传感器的高精度已成为当今的最新技术。

当您期望在-40°C至+ 160°C的区间齿轮箱至内燃机的动力总成下在环境温度条件下具有可比的精度时，整个事情将变得令人兴奋。在此不仅温度对遥测的影响，而且温度对扭矩测量点的影响（轴材料特性的变化：零点和弹性模量也必须进行校正.MANNER传感器遥测中相应的自动校正机制可确保恒定的精度，而不受组件温度的影响。索赔对侧波无害。

当然，必须绝对同步地记录所有扭矩测量点。这是执行潮流分析的唯一方法。此外，遥测传输必须没有丢失（由于遥测传输错误而导致数据丢失）。特别是基于无线电传输技术的系统是与电动机的高EMC负载相关的关键点。大量实用的测量插件表明，MANNER传感器遥测技术的组件绝对坚固，可抵御任何类型的干扰。MANNER系统是同步的，可以实时传送数据（波检测和回放之间的等待时间<0.5 ms），并且没有遥测传输错误。

在变速箱，离合器或电动机中的所需测量点，可用空间特别具有挑战性。在这里很难找到遥测技术的空间。宽度为10 mm，高度为3 mm的耐高温挠曲法可以缠绕在轴上，为您提供了有价值的服务。它允许在最小的空间中高精度地实施扭矩测量点。

图1：带挠性传感器信号放大器，传感器和天线的变速箱输入轴

一些详细的解决方案：

遥测范围的革命：MANNER的侧波应用-即插即用系统

特别要注意的是侧轴上的测量技术。侧轴代表变速箱和驱动轮之间通过等速万向节的动态连接，其特征在于行驶过程中侧轴的位置变化很大。遥测传输范围必须相应较大。免维护和免电池系统是必须的。

实践证明，带有定子环形天线的变体是最佳的解决方案。

围绕侧轴的转子天线和呈环形的定子天线以变压器的形式起作用，扭矩数据和供电能量都通过该变压器传输。

MANNER公司的进一步发展型产品具有2.5倍的量程扩展范围，可实现极高的装配公差。改进不是基于感应场的能量增加，而是基于技术创新。即插即用解决方案还可以避免轻微的组装错误。与其他系统相比，电流消耗大大降低。

图2：带有柔性定子天线的内置侧轴

结合测量技术的微型热电偶：离合器片的热验证

离合器的另一个重要组件是离合器，用于打开或关闭燃烧或电动机。由于高功率密度和较小的结构体积，今天使用湿式离合器。

但是，高功率密度对离合器片提出了很高的要求。散热片的热验证是对测量技术的特殊要求，要可靠地检测摩擦衬片中的动态温度行为（取决于载荷和油压）需要大量的专业知识。将热电偶引入厚度仅为0.8毫米的摩擦片需要熟练的技术。通常，最多可安装16个测量位置。另外，板条高速连续地水平移动。使用寿命长和16个测量点，对高速电缆技术的要求非常高。MANNER在这项任务上有多年的经验，可以确保测量的成功。当然，测量信号也必须传输到固定侧。相应的可级联的8通道微型遥测组件（尺寸为12 x 21 x 5 mm）具有+ 180°C的耐热性，可确保在油条件下可靠地传输温度信号。

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图3：与16个温度测量通道耦合

尽管有寄生力，但仍可提供可靠的动态扭矩：位于传动系统中心的Flexplate扭矩传感器

MANNER公司开发了一种特殊技术，用于精炼用于汽车操作的高质量扭矩传感器的系列柔性板，精度等级为0.05％。

换能器既不需要延长传动系，也不会影响传动系的动态特性。核心部件是经过特殊设计的换能器，在轴向，弯曲和横向力载荷下串扰行为极低。为确保在较宽的温度范围（-40°C至+ 160°C）中保持精度，需进行零点漂移和弹性模量。后者借助附加的温度测量通道和温度下的机械校准以电子方式完成。新的是数字信号处理器根据确定的误差多项式实时校正检测到的扭矩。这样得出的扭矩信号实际上与温度影响无关，可以直接评估。

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图4：具有160°C温度电阻的Flexplate传感器，用于记录动态扭矩

扭矩信号具有4000个测量值/秒的高时间分辨率，可确保忠实再现扭矩曲线。这是第一次可以在传动系统上进行动态，高精度的功率流测量。该工具是优化动力总成组件的理想选择。基于应变仪的传感器的测量数据使用MANNER公认的16位分辨率数字传感器遥测技术进行非接触式传输。