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전기 모터사이클 배터리 내구성을 평가하기 위한 진동 테스트 프로파일 개발(Development of Vibration Test Profiles for Assessing the Durability of Electric Motorcycle Battery Assemblies, PSD) 본문
전기 모터사이클 배터리 내구성을 평가하기 위한 진동 테스트 프로파일 개발(Development of Vibration Test Profiles for Assessing the Durability of Electric Motorcycle Battery Assemblies, PSD)
FAMTECH 2025. 1. 14. 08:28
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"Defining a vibration test profile for assessing the durability of electric motorcycle battery assemblies"
전기 모터사이클 배터리 내구성을 평가하기 위한 진동 테스트 프로파일 개발
이 논문의 목적은 대형 전기 이륜차(ETW), 특히 전기 모터사이클(EM)의 배터리 어셈블리가 평생 동안 경험할 수 있는 진동 하중을 이해하고, 이를 평가하기 위한 진동 테스트 프로파일을 개발하는 것입니다. 이 프로파일은 60,000마일에 해당하는 사용자 진동 환경을 재현하며, 진동 내구성을 평가할 수 있도록 설계되었습니다. 이 연구는 현재의 자동차 표준이 이륜차에 적합하지 않음을 인식하고, EM에 적합한 별도의 테스트 표준이 필요하다는 점을 강조합니다.
진동 테스트 시험 방법
대표 데이터 수집
- Harley Davidson Livewire라는 상업용 전기 모터사이클을 대상으로 영국 UTAC Millbrook Proving Ground에서 내구성 도로 표면에서 데이터를 수집.
- 두 개의 삼축 가속도계로 배터리 하우징의 상단 및 하단에서 진동 데이터를 기록.
데이터 처리
- 수집된 데이터를 기반으로 60,000마일의 사용자 데이터를 재현하도록 도로 표면 데이터를 Sequencing 처리함.
- 시간 영역 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환하여 전력 스펙트럼 밀도(PSD)를 생성.
테스트 조건 적용
- 30시간 동안 각 축(X, Y, Z)에 대해 테스트를 압축해, 2,000마일에 해당하는 내구성을 1시간 안에 재현.
- 테스트 범위를 5~200Hz로 설정해 유압 및 전자기식 셰이커 시스템과 호환되도록 함.
PSD 생성
- 배터리 어셈블리의 최대 진동 데이터를 기반으로 60,000마일 내구성을 위한 PSD를 설계.
진동 테스트 시험 결과
EM과 EV의 진동 환경 비교
- EM은 EV에 비해 X축 및 Z축에서 5~50Hz 범위의 진동 강도가 훨씬 높음. Z축의 경우 약 8배, X축의 경우 약 4배 강한 진동 수준을 경험.
- 이는 EV 기반의 기존 테스트 프로파일이 EM 배터리 어셈블리의 진동을 과소평가할 가능성을 나타냄.
- 테스트 프로파일 적용 가능성
- 개발된 진동 프로파일은 상용 셰이커 시스템에 적용 가능하며, EM 배터리 어셈블리의 진동 내구성을 효과적으로 평가할 수 있음.
- 주파수 범위와 에너지 수준이 EM의 실제 사용 조건을 반영하도록 설계됨.
이 연구는 EM 배터리 어셈블리의 내구성을 평가하기 위한 최초의 전용 진동 테스트 프로파일을 제시하며, 이를 통해 EM 제조업체가 제품의 진동 내구성을 보다 정확하게 평가할 수 있는 길을 열었습니다. 추가 연구를 통해 다양한 EM 모델과 지역별 사용 데이터를 포함한 프로파일 개발이 필요합니다.
해당 내용과 관련해서 팜테크에서 시스템 솔루션을 제공하고 있습니다. 관심 있으시면 아래 홈페이지 또는 연락처를 통해 문의 주시면 됩니다. :)
https://famtech.co.kr/sub04/01_01.php