정밀 구동축
연속 E-액슬 테스트 장비

폐쇄 루프 재생 테스트를 위한 핵심 기계적 연결 장치. 고속 네덜란드 내구력 검증 시설에서 기생 손실을 최소화하고 공진을 제거합니다.

에너지 루프의 "기계식 퓨즈"

헬몬드 인근의 자동차 연구 개발 센터부터 로테르담의 중장비 시험 센터에 이르기까지, 18년간 연구 개발 센터에서 구동계 엔지니어링 업무를 해오면서 연구소가 백투백(기계식 폐쇄 루프) 구성으로 전환할 때마다 똑같은 문제가 발생하는 것을 목격했습니다. 이 이론은 훌륭합니다. 두 개의 전기 차축을 연결하여 하나는 구동하고 다른 하나는 회생 제동을 하도록 하면 전력망은 손실분만 공급하면 됩니다. 이는 EU의 엄격한 에너지 효율 지침에 따른 내구성 시험의 표준입니다.

하지만 대부분의 시스템 통합업체가 간과하는 함정이 있습니다. 구동축이 전쟁터가 된다백투백 방식에서는 두 개의 강력한 전기 모터가 서로 경쟁하듯 구동축을 고정합니다. 하나는 토크 제어를, 다른 하나는 속도 제어를 담당합니다. 이로 인해 "고정 토크" 상황이 발생하여 구동축이 항상 최대 부하를 받게 되며, 일반 자동차 프로펠러 샤프트로는 감쇠시킬 수 없는 고주파 토크 리플이 자주 발생합니다. 이러한 환경에서 일반적인 CV 조인트가 과열되어 48시간 이내에 고장나는 사례를 본 적이 있는데, 이는 폐쇄 루프 내 열팽창으로 인한 지속적인 축 방향 미세 움직임을 견디도록 설계되지 않았기 때문입니다.

핵심은 "기성품" 차량용 샤프트에서 벗어나는 것입니다. 안정적인 장비를 위해서는 다음이 필요합니다. 높은 비틀림 강성 두 인버터 간의 위상 관계를 유지하면서도 고조파를 억제할 수 있도록 충분한 감쇠력을 확보해야 합니다. EVER-POWER에서는 단순한 연결 장치가 아닌 정밀 계측기 역할을 하는 특수 테스트 벤치 샤프트를 설계합니다. 3주 동안 16,000RPM의 고속 주행 시뮬레이션을 진행하는 상황에서 단 1g의 불균형이라도 토크 미터 베어링을 손상시킬 수 있기 때문에 G1.0 표준에 맞춰 밸런싱 작업을 진행합니다.

고속 테스트 벤치 구동축

연결 시각화

맞춤형 플랜지 어댑터를 주목하십시오. 백투백 구성에서는 정렬이 매우 중요합니다. 당사의 샤프트는 시편(DUT)과 하중 기계 사이의 동심도를 보장하기 위해 마이크로미터 정밀도의 파일럿 보어를 특징으로 합니다.

핵심 기술: 폐쇄 루프에서 살아남기

공명 관리

맞대기식 배치에서 두 E-액슬 사이의 물리적 거리는 종종 장착 팔레트에 의해 결정되므로 더 긴 샤프트가 필요합니다. 긴 강철 샤프트는 매우 빠른 속도로 "회전 속도"(임계 주파수)에 도달합니다. 우리는 이를 해결하기 위해 탄소 섬유 복합 튜브 필라멘트 감는 각도를 조정함으로써 첫 번째 굽힘 모드의 회전 속도를 20,000RPM 이상으로 끌어올릴 수 있으며, 중간 베어링(고장 지점을 하나 더 추가하는 것일 뿐) 없이도 최대 속도 테스트를 실행할 수 있습니다.

제로 백래시 토크 반전

내구성 테스트는 "팁인/팁아웃" 기동, 즉 가속에서 회생 제동으로 빠르게 전환하는 것을 시뮬레이션하는 것을 포함합니다. 표준 스플라인에는 유격(백래시)이 있습니다. 분당 50번 토크가 반전될 때, 이 백래시로 인해 망치질 효과(덜컹거리는 소리)가 발생하여 데이터가 손상되고 샤프트가 피로해집니다. 당사의 제품은 이러한 문제를 해결합니다. 디스크 팩 커플링 토크 전달에는 유연한 스테인리스 스틸 라미나를 사용합니다. 이 라미나는 백래시가 전혀 없고, 피로 수명이 무한하며, 클린룸을 오염시킬 마모 부품이 없습니다.

열팽창 보상

액체 냉각 방식이라 하더라도 E-액슬은 뜨거워집니다. 케이스가 팽창하기 때문입니다. 견고한 백투백 구조에서 축이 축 방향으로 통풍되지 못하면 스트럿처럼 작용하여 DUT 베어링에 엄청난 추력 하중을 가하게 됩니다. 당사의 축은 이러한 문제를 해결하기 위해 설계되었습니다. 저마찰 스플라인 또는 효율 측정값을 무효화할 수 있는 불필요한 추력 부하를 유발하지 않고 ±5mm의 열팽창을 흡수하도록 특별히 설계된 유연한 다이어프램 요소.

기술 매트릭스: E-액슬 내구성 시리즈

매개변수 표준 다이노 샤프트 EVER-POWER E-Loop 시리즈 테스트 엔지니어 혜택
최대 연속 속도 6,000~8,000 RPM 18,000~25,000 RPM 고속 전기차 모터 효율 맵을 검증합니다.
균형 등급(ISO 1940) G 6.3 G 1.0 / G 2.5 민감한 인라인 토크 변환기를 보호합니다.
비틀림 강성 중간 (진동 감쇠) 높음 (복합/디스크) 인버터 간 제어 루프 불안정(헌팅)을 방지합니다.
백래시 > 0.1도 회생제동 전환을 정확하게 시뮬레이션합니다.
토크 용량 500 – 2000 Nm 최대 5000Nm 최신 트럭 E-액슬의 엄청난 순간 토크를 처리합니다.
재료 용접 강철 탄소 섬유/티타늄 낮은 관성으로 인해 과도 응답 테스트를 더 빠르게 수행할 수 있습니다.

사례 연구: 브라반트에서 펼쳐진 4,000시간 내구 레이스

연속 테스트 장비 적용

도전

네덜란드 자동차 혁신의 중심지인 노르트 브라반트 지역의 한 1차 자동차 부품 공급업체가 고하중 전기 트럭 차축용 새로운 백투백(Back-to-Back) 시운전 장비를 설치하고 있었습니다. 이 장비는 구동부와 부하부 사이에 1.8미터 길이의 연결부가 필요했습니다. 기존에 설치한 강철 샤프트는 4,200RPM에서 임계 속도 공진으로 인해 심하게 진동하여 시운전 공정이 중단되었고, 이로 인해 하루에 15,000유로의 지연 비용이 발생했습니다.

해결책

EVER-POWER 엔지니어들은 회전체 역학을 분석했습니다. 우리는 맞춤형 설계를 했습니다. 필라멘트 와인딩 탄소 섬유 샤프트 강성을 극대화하기 위해 직경 120mm로 제작했습니다. 팔레트 시스템에 내재된 0.3도 오차를 보정하기 위해 정밀하게 균형 잡힌 디스크 팩 커플링을 통합했습니다.

결과

이제 장비는 최대 12,000RPM(트럭의 작동 한계를 훨씬 뛰어넘는 수준)까지 원활하게 작동합니다. 카본 샤프트의 감쇠 특성이 고주파 인버터 스위칭 노이즈를 흡수하여 더욱 깨끗한 토크 신호 데이터를 얻을 수 있었습니다. 고객은 구동계 유지 보수 없이 4,000시간 연속 내구 시험을 완료했습니다.

맞춤화: 혁신의 속도

전기차 경쟁에서 기존 공급업체로부터 샤프트를 12주 동안 기다리는 것은 선택 사항이 아닙니다. 시제품 E-액슬의 치수는 설계 반복마다 변경됩니다. 저희는 그 점을 잘 알고 있습니다.

그래서 저희는 테스트 벤치 부품을 위한 "신속 대응" 부서를 설립했습니다. 고탄성 복합 튜브와 모듈식 플랜지 인터페이스를 재고로 보유하고 있으며, 고객 맞춤형 길이의 고속 샤프트를 접합, 밸런싱 및 배송하여 네덜란드까지 최단 시간 내에 배송할 수 있습니다. 12영업일또한 당사는 자체 제작한 맞춤형 어댑터 플레이트(예: 다이노미터의 DIN 플랜지와 프로토타입 차축의 스플라인을 연결하는 플레이트)도 제공합니다.

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공장 맞춤 제작 센터

글로벌 시장 분석: 전기차 테스트 벤치 부품 공급업체 상위 10위 (2025/2026년)

테스트 인프라의 신뢰성은 무엇보다 중요합니다. 전 세계 고속 전기차 테스트 연구소의 설치 사례와 테스트 엔지니어들의 피드백을 바탕으로, 업계를 선도하는 주요 업체들을 소개합니다.

  1. KTR 시스템즈(독일)
  2. 에버파워 트랜스미션(고속 전문 기업)
  3. R+W 커플링 기술(독일)
  4. Voith Turbo (독일)
  5. HZPT 드라이브 솔루션(통합 드라이브라인)
  6. 마이어 파워 트랜스미션(독일)
  7. 렉스노드(미국)
  8. 에버파워 기어박스(정밀 기어)
  9. 센타플렉스(독일)
  10. Reich-Kupplungen (독일)

*순위는 고속 회전 복합재 연구 개발 투자액과 글로벌 테스트 벤치 시장 점유율을 기준으로 합니다.

대화형 FAQ: 테스트 벤치 관련 질문

양방향 연결 구조에서 토크 리플로 인한 진동은 어떻게 처리하시나요?
이것이 가장 흔한 문제점입니다. 견고한 기계적 루프에서 두 모터의 토크 리플이 서로 증폭될 수 있습니다(공진). 우리는 샤프트의 비틀림 강성을 조정하여 이 문제를 해결합니다. 특정 섬유 배열을 가진 복합 튜브를 사용하면 감쇠 계수를 조정하여 이러한 고주파 고조파를 전달하는 대신 흡수함으로써 토크 센서를 노이즈로부터 효과적으로 차단할 수 있습니다.
길이가 충분히 짧다면 일반 카르단 샤프트를 15,000RPM에 사용할 수 있을까요?
기술적으로는 가능할지 몰라도, 실제로는 위험합니다. 일반적인 카르단 조인트(유니버설 조인트)는 윤활이 필요한 움직이는 부품이 있습니다. 15,000RPM의 회전 속도에서는 원심력으로 인해 베어링 니들에서 그리스가 분리되어 급격한 고장을 초래합니다. 시험 장비 환경에서 8,000RPM 이상에서는 마모 부품이 없고 본질적으로 균형이 잡힌 디스크 팩이나 다이어프램과 같은 "건식" 커플링으로 교체하는 것을 강력히 권장합니다.
제 네덜란드 연구실에 필요한 맞춤형 샤프트 견적을 받으시려면 어떤 정보가 필요합니까?
간단하게 설명드리겠습니다. 필요한 정보는 DBSE(축단 간 거리), 인터페이스 세부 정보(플랜지 도면 또는 스플라인 표준), 최대 피크 토크, 그리고 가장 중요한 최대 RPM입니다. 모터와 부하 장비의 위치를 ​​보여주는 배치 도면이 있으면 허용 오차를 계산하는 데 도움이 됩니다. 사양을 여기에 보내주세요.
축이 E-액슬의 에너지 효율 측정에 영향을 미치나요?
네, 당연합니다. 무겁고 정렬이 맞지 않는 축은 공기 저항과 베어링 측면 하중으로 인해 "기생 손실"을 발생시킵니다. 효율을 소수점 이하까지 측정해야 하는 백투백 테스트 장비에서는 이러한 손실이 중요합니다. 당사의 공기역학적 복합 소재 축과 저마찰 조인트는 측정된 동력이 테스트 베드의 진동으로 인한 손실이 아닌 E-액슬의 실제 동력임을 보장합니다.
검증 중에 샤프트가 파손될 경우, 교체품을 얼마나 빨리 제공해 주실 수 있나요?
가동 중단으로 인한 예산 손실은 흔히 발생하는 문제입니다. 네덜란드 파트너사를 위해 신속한 "레드 레인" 서비스를 제공합니다. 복합 소재 튜브와 반제품 허브를 재고로 보유하고 있어, 10~12일 이내에 접합, 밸런싱 작업을 거쳐 항공 운송으로 교체품을 보내드릴 수 있습니다. 또한 중요한 프로그램에는 "슬레이브 샤프트"를 하나 비축해 두는 것을 권장합니다.
기술 참고 사항: 회전체 동역학 계산은 이론적으로 강성 지지 가정을 기반으로 합니다. 시스템의 실제 임계 속도는 테스트 베드 및 장착 팔레트의 강성에 따라 달라집니다. EVER-POWER는 임계 속도보다 20% 낮은 속도에서 안전 여유를 둘 것을 권장합니다. KTR 또는 Voith와 같은 브랜드에 대한 언급은 업계 맥락에서만 사용되었으며, EVER-POWER는 독립적인 제조업체입니다.

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