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扭矩传感器,用于测试世界上最高效的氢燃料汽车

绿色团队Twente测试效率氢汽车与RWT410-420扭矩传感器-头部图像
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  • 扭矩传感器,用于测试世界上最高效的氢燃料汽车

为了创造出世界上最省油的氢燃料汽车,绿色团队特文特做了一个扭矩传感器的测试装置,以测量汽车的动力传动系统的效率。

特文特绿色团队是一个学生团队,专注于制造世界上最高效的氢燃料汽车。多学科团队由Saxion hogschool和Twente大学的学生组成。每年都会组建一个新的团队,开发一款新的氢燃料汽车。

每个新的学生团队都是在上一年的设计基础上建立起来的,并试图改进它。在2019年9月的年初,机械团队面临一个重要的选择:我们是可以通过进一步优化汽车现有的传动系统来获得更高的效率,还是可以通过实施其他技术来获得更高的效率?

传动系统由4个直流电机组成,驱动有一定延迟的万向轴。用这个万向轴驱动左后轮,从而驱动汽车。相应的延迟是通过定制的变速箱实现的。

旋转扭矩传感器的选择

与我们的工程师一起,学生们看了最合适的扭矩传感器,并从我们的合作伙伴选择了一个旋转扭矩传感器ST传感器技术。“很大的优势RWT 410-420扭矩传感器是它有一个非常容易接口,有了它,我们可以轻松准确地阅读数字数字方式。由于该扭矩传感器的测量精度高,具有一定的适用性转速扭矩同时。我们需要这个来计算准确的效率,因为几个百分点会在比赛中产生影响。此外,与Althen的合作非常愉快,总是有人愿意帮助我们。”

用旋转扭矩传感器进行测试设置

为了能够做出良好的决定,首先确定目前动力传动系统的效率。学生创建了一个测试设置,一个集成了RWT410-420扭矩传感器。通过这种扭矩传感器,学生测试了PTO轴的角速度和产生的扭矩。

通过测量电机控制器的输入电流和电压,他们可以确定传动系统的机电联合效率。用涡流制动器改变电机上的负载,模拟比赛的情况。

电源的电机控制器和扭矩传感器可以读取与包括虚拟仪器软件。输入和输出功率,与相关的效率,可以数字化处理和存储在该软件。通过测试设置,团队在尽可能多的点测量动力传动系统的效率。然后,该团队通过拟合测量点得出了三维效率曲线。测试的条件是基于之前赛车比赛的数据,如2019年壳牌生态马拉松和2019年车手世界锦标赛。

在实验确定效率之后,学生可以将理想的理论模型与实验数据进行比较。

用扭矩传感器对氢燃料汽车进行效率测试

扭矩传感器测试结果

试验表明,动力传动系统的性能在理论上比实际要好很多倍。因此,动力传动系统可以表现得更好。然而,团队随后遇到了引擎的机械限制,不能在当前的系统内重新设计。

在测试的基础上,该团队寻找替代方案,并对不同的替代方案进行了模拟。最终,选择作出了开发一个新的轮毂电机,借此最佳效率是齿轮传动到期望的范围。
在电机研制完成后,将电机控制器调整到电机上,在实践中对轮毂电机的效率进行了测试。然后,学生团队可以将测试结果与旧的动力传动系统进行比较,看看新动力传动系统的效率提高了多少,为开发世界上最省油的汽车又迈出了一步。

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