Tiêu chuẩn TCVN 13716-5:2025 Phương tiện giao thông đường bộ chạy điện - Yêu cầu kỹ thuật về thử nghiệm bộ phận động lực điện - Phần 5: Thử nghiệm tải làm việc của hệ thống động cơ

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13716-5:2025

ISO 21782-5:2021

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ CHẠY ĐIỆN - YÊU CẦU KỸ THUẬT VỀ THỬ NGHIỆM BỘ PHẬN ĐỘNG LỰC ĐIỆN
PHẦN 5: THỬ NGHIỆM TẢI LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

Electrically propelled road vehicles - Test specification for electric propulsion components
Part 5: Operating load testing of the motor system

Lời nói đầu

TCVN 13716-5:2025 hoàn toàn tương đương với ISO 21782-5:2021.

TCVN 13716-5:2025 do Tiểu ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 22/SC 37 Xe điện biên soạn, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 13716 (ISO 21782), Phương tiện giao thông đường bộ chạy điện - Yêu cầu kỹ thuật về thử nghiệm bộ phận động lực điện gồm các phần sau:

- TCVN 13716-1 (ISO 21782-1:2019), Phần 1: Điều kiện thử nghiệm chung và định nghĩa.

- TCVN 13716-2:2025 (ISO 21782-2:2019), Phần 2: Thử nghiệm tính năng của hệ thống động cơ.

- TCVN 13716-3:2025 (ISO 21782-3:2019), Phần 3: Thử nghiệm tính năng của động cơ và bộ biến tần.

- TCVN 13716-4:2025 (ISO 21782-4:2021), Phần 4: Thử nghiệm tính năng của bộ chuyển đổi DC/DC.

- TCVN 13716-5:2025 (ISO 21782-5:2021), Phần 5: Thử nghiệm tải làm việc của hệ thống động cơ.

- TCVN 13716-6:2025 (ISO 21782-6:2019), Phần 6: Thử nghiệm tải làm việc của động cơ và bộ biến tần.

- TCVN 13716-7:2025 (ISO 21782-7:2021), Phần 7: Thử nghiệm tải làm việc của bộ chuyển đổi DC/DC.

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ CHẠY ĐIỆN - YÊU CẦU KỸ THUẬT VỀ THỬ NGHIỆM BỘ PHẬN ĐỘNG LỰC ĐIỆN
PHẦN 5: THỬ NGHIỆM TẢI LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ĐỘNG CƠ

Electrically propelled road vehicles - Test specification for electric propulsion components
Part 5: Operating load testing of the motor system

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các thử nghiệm tải làm việc và tiêu chí thử nghiệm đối với hệ thống động cơ được thiết kế trong một hệ thống động lực điện, điện áp loại B của phương tiện giao thông đường bộ chạy điện (sau đây gọi là 'xe điện').

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 13716-1 (ISO 21782-1), Phương tiện giao thông đường bộ chạy điện - Yêu cầu kỹ thuật về thử nghiệm bộ phận động lực điện - Phần 1: Điều kiện thử nghiệm chung và định nghĩa.

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong TCVN 13716-1 (ISO 21782-1).

4 Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt

Tiêu chuẩn này áp dụng các ký hiệu và thuật ngữ viết tắt trong TCVN 13716-1 (ISO 21782-1).

5 Thử nghiệm và các yêu cầu

5.1 Phép đo độ bền

5.1.1 Quy định chung

Mục đích của thử nghiệm này là đánh giá và xếp cấp độ bền của cụm chủ yếu gồm các bộ phận - động cơ, bộ phận cố định rôto, bộ phận siết chặt trục, bộ phận cố định stato, chíp bán dẫn công suất và tụ điện đường dẫn chính của DC mà tụ này bị ảnh hưởng bởi độ mỏi cơ hoặc độ mỏi điện. Thử nghiệm được thiết lập có tính đến các hoạt động lặp lại ở giới hạn trên của các thông số kỹ thuật của hệ thống động cơ, hoạt động trong các điều kiện có sự kết hợp bộ biến tần động cơ thành một đôi. Trừ khi có quy định khác, phương pháp thử nghiệm có thể do nhà cung cấp và khách hàng quyết định.

5.1.2 Sơ đồ thử nghiệm

Sơ đồ thử nghiệm được cho trong Hình 1.

CHÚ DẪN

Hình 1 - Sơ đồ thử nghiệm độ bền của hệ thống động cơ

5.1.3 Điều kiện thử nghiệm

Điều kiện thử nghiệm được cho trong Bảng 1.

Bảng 1 - Điều kiện đo độ bền của hệ thống động cơ

5.1.4 Quy trình thử nghiệm

Mẫu cho thử nghiệm, bao gồm chế độ mô men xoắn lớn nhất và chế độ tốc độ lớn nhất được cho trong Hình 2. Tham số thời gian t ₁ , t ₂ và t ₃ trong Hình 2 phải như trong Bảng 2. Các phép thử phải được thực hiện bằng cách luân phiên chế độ mô men xoắn lớn nhất và chế độ tốc độ lớn nhất như trong Hình 3 và Bảng 3. Các thử nghiệm phải được tiến hành bằng cách lặp lại số chu kỳ theo cấp tương ứng được cho trong Bảng 4. Nhiệt độ của từng bộ phận của hệ thống động cơ phải được kiểm soát sao cho chúng về cơ bản bằng nhiệt độ bão hòa.

CHÚ THÍCH: Để bảo vệ đồng hồ đo mô men xoắn, thử nghiệm có thể được thực hiện mà không cần đồng hồ đo mô men xoắn sau khi thiết lập mô men xoắn lớn nhất. Trong trường hợp đó, đồng hồ đo mô men xoắn có thể được thay thế bằng đồng hồ đo công suất để đo dòng điện đầu vào của động cơ.

CHÚ DẪN

Hình 2 - Mẫu thử nghiệm độ bền cho hệ thống động cơ

Bảng 2 - Mô tả tham số thời gian trong Hình 2

CHÚ DẪN

Hình 3 - Chế độ xem độ dài khoảng thời gian của Hình 2

Bảng 3 - Giá trị của tham số trong Hình 3

Bảng 4 - Số chu kỳ thử nghiệm độ bền của hệ thống động cơ

5.1.5 Yêu cầu thử nghiệm

5.1.5.1 Quy định chung

Thử nghiệm theo chu kỳ phải được bắt đầu từ cấp C được cho trong Bảng 4. Việc xác nhận bằng cách cấp điện và tháo rời phải được tiến hành sau thử nghiệm độ bền. Trước khi bắt đầu thử nghiệm, cấp mục tiêu phải được nhà cung cấp và khách hàng quyết định. Sau mỗi cấp, việc cấp điện phải được thực hiện để khẳng định sự khác biệt trước và sau thử nghiệm nằm trong các tiêu chí tương ứng nêu trong Bảng 5, nhưng nhà cung cấp và khách hàng có thể thỏa thuận chỉ thực hiện cấp điện sau khi đạt cấp mục tiêu. Sau khi đạt được cấp mục tiêu, việc tháo rời phải được thực hiện để xác nhận các tiêu chí tương ứng nêu trong Bảng 6 được đáp ứng.

5.1.5.2 Cấp điện

Trước khi tiến hành phép thử này, phải thu thập dữ liệu của các thử nghiệm cho trong Bảng 5 để so sánh dữ liệu trước và sau khi thử nghiệm.

- Đo sức điện động ngược (back - EMF)

Sức điện động ngược của động cơ được đo ở mức 10 % tốc độ lớn nhất được dẫn động bên ngoài. Sự chênh lệch trước và sau thử nghiệm phải nằm trong khoảng 5 %.

CHÚ THÍCH: Nếu loại động cơ khác động cơ nam châm vĩnh cửu, có thể bỏ qua phép đo này.

- Kiểm tra vị trí ban đầu của cảm biến vị trí và kiểm tra dạng sóng

Phải đo sự khác biệt trong dạng sóng sức điện động ngược của pha tham chiếu và vị trí gốc của cảm biến vị trí ở 10 % tốc độ lớn nhất được điều khiển từ bên ngoài. Chúng phải chênh lệch trong khoảng 5 ° về góc điện trước và sau thử nghiệm.

- Đặc tính tốc độ mô men xoắn

Phải đo mô men xoắn động cơ, điện áp đầu vào động cơ, dòng điện đầu ra biến tần và tốc độ động cơ bằng cách sử dụng băng thử tải tại điểm các làm việc "a" và "c" của TCVN 13716-1:2023 (ISO 21782-1:2019), Hình 1. Sự khác biệt về mô men xoắn trước đó và sau khi thử nghiệm phải nằm trong khoảng 5 %.

- Đo độ rung

Phải đo các rung động được tạo ra của động cơ trong quá trình tăng tốc bằng biến tần đến tốc độ lớn nhất. Tốc độ tăng tốc phải đủ chậm. Dữ liệu rung trước và sau thử nghiệm phải được so sánh để không có sự tăng lên đáng kể. Sự khác biệt về giá trị rung phải được đánh giá theo thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng.

Tiêu chí cấp điện được thể hiện trong Bảng 5.

Bảng 5 - Tiêu chí cấp điện

5.1.5.3 Tháo rời (tùy chọn)

Sau khi thử nghiệm cấp điện, hệ thống động cơ có thể được tháo rời và kiểm tra theo Bảng 6.

Việc tháo rời được thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng trong trường hợp có bất thường trong kiểm tra không phá hủy.

Bảng 6 - Tiêu chí tháo rời

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp bóng bán dẫn lưỡng cực dạng cổng cách điện (IGBT), đo điện trở giữa bộ thu và bộ phát. Trong trường hợp bóng bán dẫn hiệu ứng trường (FET), đo điện trở giữa cực máng và nguồn.

5.2 Thử nghiệm đo điện áp xung

5.2.1 Quy định chung

Mục đích của thử nghiệm này là đảm bảo rằng điện áp đặt trên đầu vào của động cơ thấp hơn điện áp do nhà sản xuất động cơ quy định đã xét đến nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển và độ bền. Động cơ và bộ biến tần phải được sử dụng trong khi thử nghiệm.

5.2.2 Sơ đồ thử nghiệm

Sơ đồ thử nghiệm được cho trong Hình 4.

CHÚ DẪN

Hình 4 - Sơ đồ thử nghiệm đo điện áp xung của hệ thống động cơ

5.2.3 Điều kiện thử nghiệm

Điều kiện thử nghiệm được cho trong Bảng 7.

Bảng 7 - Điều kiện thử nghiệm đo điện áp xung của hệ thống động cơ

5.2.4 Quy trình thử nghiệm

Thử nghiệm hệ thống động cơ phải được làm việc tại điểm làm việc quy định và điều kiện được thể hiện trong Bảng 7. Trong suốt thời gian làm việc quy định, phải đo điện áp đầu vào của động cơ và điện áp giữa vỏ động cơ và đầu nối đầu vào.

Điện áp xung phải là giá trị đỉnh (V _{0 p} ) của dạng sóng được ghi lại.

5.2.5 Yêu cầu thử nghiệm

Điện áp xung phải thấp hơn điện áp do nhà sản xuất động cơ quy định có xét đến nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển và độ bền.

5.3 Thử nghiệm quá tốc độ

5.3.1 Quy định chung

Mục đích của thử nghiệm này là đảm bảo rằng không xảy ra lỗi điều khiển trong hệ thống động cơ trong phạm vi tốc độ yêu cầu trong các điều kiện làm việc vượt quá tốc độ làm việc lớn nhất của hệ thống động cơ.

5.3.2 Sơ đồ thử nghiệm

Sơ đồ thử nghiệm được cho trong Hình 5.

CHÚ DẪN

Hình 5 - Sơ đồ thử nghiệm sự quá tốc độ của hệ thống động cơ

5.3.3 Điều kiện thử nghiệm

Điều kiện thử nghiệm được thể hiện trong Bảng 8.

Bảng 8 - Điều kiện thử nghiệm quá tốc độ của hệ thống động cơ

5.3.4 Quy trình thử nghiệm

Động cơ sẽ được tăng tốc lên tốc độ vượt quá đã chọn và cho vận hành liên tục ở tốc độ này trong vòng 2 phút chỉ bằng băng thử động lực.

Có hai phương pháp để xác định cấp độ thử nghiệm của hệ thống động cơ, cho trong Phụ lục A.

Bảng 9 - Điều kiện thử nghiệm quá tốc độ của hệ thống động cơ

Kết quả thử nghiệm phải được biểu thị bằng các ký tự chữ cái hiển thị cường độ vượt quá tốc độ theo Bảng 9.

5.3.5 Yêu cầu thử nghiệm

Lỗi điều khiển không được xảy ra trong quá trình thử nghiệm quá tốc độ. Ví dụ về lỗi điều khiển bao gồm sự xuất hiện của quá dòng hoặc quá điện áp do cấp điện cho động cơ không đúng, ngừng cấp điện và truyền động/tạo mô men xoắn tái tạo ngoài ý muốn của hệ thống động cơ.

Trước khi tiến hành thử nghiệm, phải thu được đặc tính mô men xoắn tốc độ của hệ thống động cơ để so sánh dữ liệu trước và sau thử nghiệm này.

Sau khi thử nghiệm quá tốc cho mỗi cấp, phải đo mô men của động cơ bằng cách sử dụng băng thử tải tại điểm làm việc “a” và “c” của TCVN 13716-1:2023 (ISO 21782-1:2019), Hình 1. Sự khác biệt về mô men xoắn trước và sau kiểm tra phải nằm trong khoảng 5 %. Kết quả cấp điện được coi là đạt khi cả hai kết quả đều đạt.

6 Báo cáo thử nghiệm

Mỗi phép thử phải được báo cáo kèm theo một báo cáo thử nghiệm, trong đó có thông tin về các điều kiện và kết quả thử nghiệm.

Ví dụ về báo cáo thử nghiệm dựa trên điều kiện và kết quả được cho trong Bảng B.1 đến B.3

Phụ lục A

(Tham khảo)

Phương pháp xác định cấp thử nghiệm quá tốc độ

A.1 Phương pháp xác định cấp mục tiêu

Trước khi bắt đầu thử nghiệm, cấp mục tiêu được liệt kê trong Bảng 9 có thể được nhà cung cấp và khách hàng quyết định. Việc xác nhận bằng cách cấp điện có thể được tiến hành sau khi thử nghiệm với cấp mục tiêu như trong Hình A.1.

Hình A.1 - Sơ đồ phương pháp xác định cấp mục tiêu

Thử nghiệm có thể được bắt đầu từ cấp D được liệt kê trong Bảng 9. Việc xác nhận bằng cách cấp điện có thể được tiến hành sau mỗi thử nghiệm như trên Hình A.2. Nếu kết quả cấp điện đạt, việc kiểm tra ở cấp cao hơn (tiếp theo) có thể thực hiện từng bước hoặc có thể dừng ở giai đoạn đó. Nếu kết quả cấp điện không đạt thì cấp cao nhất được thông qua là cấp của hệ thống động cơ.

Hình A.2 - Sơ đồ phương pháp xác định cấp

Phụ lục B

(Tham khảo)

Báo cáo thử nghiệm

B.1 Thử nghiệm độ bền

Bảng B.1 - Thử nghiệm độ bền của hệ thống động cơ

B.2 Thử nghiệm đo điện áp xung

Bảng B.2 - Thử nghiệm đo điện áp xung cho hệ thống động cơ

B.3 Thử nghiệm đo quá tốc độ

Bảng B.3 - Thử nghiệm đo quá tốc độ cho hệ thống động cơ