¿Cómo simular condiciones reales de funcionamiento de vehículos eléctricos durante la validación de...
Esta FAQ explica cómo se pueden simular las condiciones de funcionamiento de los vehículos eléctricos (VE) durante la validación de prototipos para carcasas de transmisión, soportes de motor, ejes, soportes, cubiertas, estructuras de refrigeración y mecanismos de transmisión pequeños. La ruta de fabricación puede incluir prototipado, prototipado por mecanizado CNC, prototipado por impresión 3D, fundición a presión de aluminio, fundición de precisión, moldeo por inyección de metal, moldeo por inyección de plástico o fabricación de chapa metálica. El problema práctico de la solicitud de presupuesto (RFQ) es convertir el ciclo de conducción del VE, el perfil de par-velocidad, la exposición térmica, la carga vibratoria, la exposición ambiental, la evidencia de inspección y los criterios de validación del comprador en un plan de prueba de prototipo claro.
¿Qué condiciones de funcionamiento del VE deben simularse durante la validación del prototipo?
La validación del prototipo del VE debe simular las condiciones que controlan la función real de la pieza. Para los prototipos de transmisión, las condiciones más comunes son la transferencia de par, la velocidad de rotación, la alineación del cojinete, la vibración, el ciclo térmico, la exposición al refrigerante, la presión de sellado, la exposición a la corrosión y las cargas de montaje.
Una carcasa de motor, una caja del inversor, un portador de engranajes, una placa de refrigeración, un soporte de eje, un mecanismo de cierre y un soporte ven cada uno una parte diferente del ciclo de trabajo del VE. Una carcasa puede necesitar revisión térmica y de sellado. Un eje o portador de engranajes puede necesitar revisión de descentramiento, par y vibración. Una cubierta de plástico puede necesitar revisión de envejecimiento térmico, impacto, retención de clips y sellado. Un cierre MIM o mecanismo pequeño puede necesitar revisión de desgaste, ajuste del pasador, dureza y ciclo funcional.
La implicación para la RFQ es que los compradores deben definir las condiciones de prueba a nivel de componente en lugar de solicitar una validación general del VE. Neway puede apoyar la fabricación de prototipos y la planificación de inspecciones, mientras que la aprobación final del sistema debe seguir el programa de validación del VE del comprador.
¿Cómo se traducen los ciclos de conducción del VE en pruebas de prototipo a nivel de componente?
Los ciclos de conducción deben convertirse en cargas que un proveedor de prototipos pueda construir e inspeccionar. Los equipos de ingeniería del comprador pueden proporcionar perfiles de par-velocidad, eventos de frenado regenerativo, ciclos de aceleración, secuencias de arranque-parada, perfiles de temperatura, condiciones del refrigerante y espectros de vibración. Estas entradas se convierten en la matriz de pruebas para componentes específicos de la transmisión.
Por ejemplo, una RFQ para una carcasa de eje eléctrico puede convertir el ciclo de conducción en cargas de reacción de par, requisitos de alineación del asiento del cojinete, comprobaciones de expansión térmica, comprobaciones de presión del refrigerante y pruebas de sellado. Una RFQ para un eje o portador de engranajes puede convertir el ciclo de conducción en límites de descentramiento, requisitos de dureza, comprobaciones de juego y ciclos de par. Una RFQ para una cubierta o portacables puede convertir la condición de funcionamiento en comprobaciones de retención de clips, vibración, envejecimiento térmico, sellado y exposición química.
La implicación para la RFQ es que el plan de pruebas debe conectar cada prueba con un riesgo del componente. Una lista larga de pruebas no es útil a menos que el proveedor conozca los criterios de aceptación, la cantidad de muestras, el estado del dispositivo de prueba y el formato de informe.
¿Qué ruta de prototipado representa mejor las condiciones de producción del VE?
La ruta de prototipado debe representar la decisión que se está probando. El mecanizado CNC puede crear puntos de referencia precisos, asientos de cojinetes, patrones de pernos y superficies de sellado para comprobaciones de ensamblaje funcional. La impresión 3D puede ayudar a evaluar el espacio del paquete, el flujo de aire, el enrutamiento de cables, el espacio libre del soporte y el ajuste del dispositivo de prueba antes de producir muestras de metal o moldeadas.
Cuando el comprador necesita el comportamiento del material previsto para la producción, la ruta de prototipado puede necesitar acercarse al proceso planificado. La fundición a presión de aluminio o la fundición de precisión pueden ser necesarias cuando importan el grosor de la pared fundida, las nervaduras, el riesgo de porosidad, los canales de refrigeración o el comportamiento de expansión térmica. El moldeo por inyección de metal puede ser necesario para mecanismos de transmisión pequeños donde la contracción por sinterización, la densidad y el mecanizado secundario afectan la función. El moldeo por inyección de plástico puede ser necesario cuando el comportamiento de la resina moldeada, los insertos, los salientes para tornillos, los clips y la orientación de las fibras forman parte del riesgo de validación.
La implicación para la RFQ es que un prototipo temprano puede ser rápido pero no completamente representativo. Los compradores deben indicar si la muestra es para geometría, ensamblaje, comportamiento térmico, carga de par, sellado, detección de durabilidad o comparación del proceso de producción.
¿Cómo deben combinarse las pruebas mecánicas, térmicas, de vibración y ambientales?
Las condiciones de funcionamiento del VE están acopladas. Un componente de transmisión puede pasar una verificación de ajuste a temperatura ambiente pero fallar después del ciclo térmico, la exposición al refrigerante, la vibración o la carga de par. Por lo tanto, la validación del prototipo debe combinar las pruebas en una secuencia que refleje el riesgo de la pieza.
Condición del VE | Pieza prototipo afectada | Ruta de fabricación a considerar | Evidencia de validación a solicitar |
|---|---|---|---|
Ciclo de par y velocidad | Eje, portador de engranajes, soporte de cojinete, soporte de motor | Mecanizado CNC, fundición de precisión, fundición a presión de aluminio, MIM para mecanismos pequeños | Datos de descentramiento, verificación de dureza, inspección dimensional, registro de prueba de par, revisión de desgaste |
Ciclo térmico y remojo térmico | Carcasa de motor, caja del inversor, placa de refrigeración, cubierta de plástico | Fundición de aluminio, mecanizado CNC, moldeo por inyección de plástico, impresión 3D para comprobaciones de ajuste tempranas | Perfil de temperatura, revisión de expansión térmica, prueba de fugas, condición del material, informe de inspección |
Vibración y choque | Soporte, carcasa, cubierta, portacables, mecanismo de cierre | Fabricación de chapa metálica, fundición, moldeo de plástico, MIM, mecanizado CNC | Configuración del dispositivo, perfil de vibración, verificación de sujetadores, inspección de grietas, prueba funcional después de la vibración |
Corrosión, humedad, refrigerante y contaminación de la carretera | Soporte inferior, carcasa, cubierta, canal de refrigeración, interfaz de sujetador | Prototipo metálico con acabado superficial, plástico moldeado, fundición recubierta, soporte fabricado | Espesor del recubrimiento, plan de enmascaramiento, resultado de fuga, método de exposición a la corrosión, informe visual y dimensional |
Carga de montaje y servicio | Saliente roscado, inserto, clip, brida de sellado, montaje de conector | Mecanizado CNC, fundición con mecanizado secundario, moldeo con inserto, moldeo por inyección de plástico | Verificación de par, extracción de inserto, compresión de junta, inspección de rosca, registro de prueba de montaje |
¿Cómo afectan la condición del material y el acabado superficial a las pruebas de prototipos del VE?
La condición del material y el acabado superficial pueden cambiar los resultados del prototipo. Una pieza metálica que será tratada térmicamente en producción no debe probarse en condición sin tratar a menos que el comprador acepte claramente la limitación. El tratamiento térmico puede afectar la dureza, la resistencia, la distorsión y la secuencia de mecanizado.
El acabado superficial también afecta la validación del prototipo del VE. Las piezas de aluminio pueden requerir anodizado, recubrimiento de conversión, pintura o revisión de aluminio anodizado. Los soportes, carcasas y cubiertas metálicas pueden usar recubrimiento en polvo u otras rutas de acabado superficial. El plan de acabado debe identificar superficies de sellado, agujeros roscados, áreas de contacto eléctrico, áreas enmascaradas, espesor del recubrimiento y exposición a la corrosión.
La implicación para la RFQ es que las muestras de prueba deben coincidir con la condición de material prevista siempre que el resultado de la prueba dependa de la dureza, la resistencia a la corrosión, el sellado, la fricción o el contacto eléctrico.
¿Qué detalles de la RFQ ayudan a Neway a apoyar la validación de prototipos del VE?
Proporcione la lista de piezas del prototipo, los modelos 3D, los planos 2D, los materiales candidatos, el proceso de producción previsto, el propósito de la prueba, la cantidad de muestras, los casos de carga, el perfil de par-velocidad, el rango de temperatura, el perfil de vibración, la exposición al refrigerante o productos químicos, el requisito de sellado, el requisito de acabado superficial, el método de inspección y el formato de informe. También indique qué pruebas son necesarias antes de la liberación del diseño y cuáles son para la validación posterior del sistema.
Neway puede entonces revisar si el mecanizado CNC, la impresión 3D, la fundición, el MIM, el moldeo por inyección de plástico o la fabricación de chapa metálica pueden apoyar el objetivo del prototipo. La revisión también puede identificar el mecanizado secundario, el tratamiento térmico, el recubrimiento, los insertos, los dispositivos y los informes dimensionales necesarios antes de que la muestra entre en las pruebas.
La respuesta práctica es que la validación realista del prototipo del VE comienza con una matriz de pruebas definida por el comprador y muestras conscientes de la producción. Cuanto más conecte la RFQ las condiciones de funcionamiento del VE con los riesgos a nivel de componente, más útiles serán los resultados del prototipo para la siguiente decisión de diseño.
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