非标测试设备

水冷板压力脉动试验台


测试目标及产品

测试目标

新能源汽车对比传统汽车,动力总成上的核心元件的功率密度一直处于劣势,严重影响了新能源汽车的应用,集成化小型化成为了设计永恒的主题和优化方向。这些核心电气元件均为水冷设计,考虑到散热效率和体积问题,液体的通道结构通常设计的非常复杂,对制造工艺的要求也非常苛刻。压力脉动试验可以快速测试其疲劳寿命,是验证类似结构最优的试验方案。


测试产品

设备用于测试新能源汽车中需要水冷的所有元器件中,包括控制器的水冷板、恒温电池包冷却通道、电机冷却水套等。

         



试验压力波形

压力脉动考核

根据疲劳理论,结合S-N寿命曲线图,验证疲劳寿命主要考核的参数是:最高压力、最低压力、脉动次数。基于以上理论,目前主流的集中考核波形(涵盖大众、吉利等多家整车厂)如下所示:




实际波形

由于设备控制系统限制与被测产品刚性不足,实际中的波形更接近于三角波,根据疲劳理论,在保持最高压力、最低压力、脉动次数不变情况下,对产品考核影响很低。


试验台工作原理



试验目的

模拟产品的工作环境,为测试产品提供所需要的压力脉动波形

设备功能

      *产品环境模拟:产品放置在环境温度箱中进行环境模拟,连接线束和冷却水路穿过温度箱壁
      *冷却介质温度控制:设备针对冷却介质温度变化的剧烈程度,拥有两种控制模式:
      *温度冲击模式:如上图所示,系统配备了两个储水箱,一个通过循环泵和高温模温机,将介质加热到指定高温,另一个通过高低温模温机,将介质降低至低温,通过阀的控制,可以选择将高温或低温介质泵入测试产品,从而实现温度冲击,考核产品温度剧烈变化下的可靠性;
      *温度循环模式:将上图的高温储水箱取消,仅保留低温储水箱,系统通过控制高低温模温机的输出温度,间接控制通入介质内的液体温度,因为高低温模温机的功率限制,介质温度改变速率没有冲击剧烈,但也可满足绝大部分试验要求。
      *流量与压差测试:设备在不执行压力脉动时,可以根据设定要求,通过改变主水泵的旋转速度,控制通过样品的流量,结合压差传感器等仪表,执行液阻测试。
      *数据采集与记录:设备配备流量计、绝对压力传感器、压差传感器、温度传感器,可以在执行压力脉动时,根据设定要求,采集过程数据,监控试验运行状况,出现异常时产生报警,辅助试验人员分析原因。


测试能力

环境模拟

     *测试工位:1 
     *环境温度:-40 ~ 150 ℃
     *升降温速率:15 K/min (空载,全程平均)

压力脉动

     *测试工位:1
     *脉动高压范围:1.5 ~ 6 bar (abs) 
     *脉动低压范围:0.1 ~ 1.5 bar (abs)
     *注:以上范围为理论可实现最大范围,介质必须在对应工况下为液态,不能凝固或沸腾。 
     *脉动频率:0.5 ~ 2 Hz (开关)0.5 ~ 1.2 Hz (正弦)

介质控制

     *介质温度:-25 ~ 95 ℃ 
     *样品流量:0 ~ 25 L/min

数据采集&记录

     *数据采集:压力、压差、流量、温度等
     *数据记录:波形捕捉、原始数据定期存储


核心元件

 环境模拟

   *品牌:Espec GFS-800-15
   *内容积(W*D*H):1000 * 800 *1000
   *温度范围:-70 - +180℃;
   *升降温速率:15K/min (平均空载)
   *温度波动:±0.3℃;
   *温度偏差:±1.5℃;
   *湿度:10 - +40℃,湿度最高75%rh,
                    +40 – 95℃,湿度98%rh.

         

 冷水机

   *品牌:冠亚 KRY系列
   *试验介质:防冻液;
   *通道数:1-6通道;
   *温度范围:-40 – 95 ℃;
   *温度控制精度:±0.5℃
   *温度升降温速率:4℃/Min
   *流量范围:0-90 L/Min.


 主水

   *品牌:格兰富;
   *系列:多级离心泵;
   *扬程:80m;
   *轴封:机械轴封;
   *耐温:-30℃~120℃

     

 传感器

   *品牌:Wika;
   *量程:-1 ~ 5 bar (相对);
   *精度:0.2% F.S.;
   *耐温:-30℃~120℃.

          

 控制系统

   *逻辑与安全控制:PLC Siemens S7-1200
   *上位机控制系统:IPC + LabView控制程序

     

软件构架

开发工具

Labview,测试领域开发软件领导者



模块分布于数据关联

基于耐久试验测试平台开发,各模块共享同一数据与控制总线,共同配合满足所有主流耐久测试需求

状态机与服务器

状态机与服务器的应用,使构架清晰,便于完成额外的功能扩展,提高代码复用率


用户界面

用户管理


MD5加密用户密码保存

主监控界面

手动/自动进行试验,实时监测压力曲线



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