Custom Durable Electric Mobility Scooter Manufacturers

Comment garantir que le système d’entraînement électrique d’un scooter électrique répond aux normes de durabilité de la certification FDA et CE ?

Exigences fondamentales de la certification FDA et CE pour la durabilité du système d'entraînement électrique
La FDA (U.S. Food and Drug Administration) classe scooters électriques durables comme dispositifs d'assistance médicale. Ses normes de durabilité se concentrent sur la sécurité, la fiabilité et l’adaptabilité aux scénarios d’utilisation par les patients. Cela exige que le système électrique ne présente aucune défaillance fonctionnelle pendant la durée de vie prévue (généralement 5 à 10 ans), avec une attention particulière à la protection contre la surchauffe du moteur, à la conception de prévention des fuites de la batterie et à la stabilité du système de contrôle. La certification CE (EU Conformity Certification) est basée sur la directive machines (2006/42/CE) et la directive basse tension (2014/35/UE), mettant l'accent sur la résistance mécanique, la sécurité électrique et l'adaptabilité environnementale. Par exemple, le système d'alimentation doit réussir le test d'étanchéité à l'eau et à la poussière IP54, le test de cycle de température de -20 ℃ à 50 ℃ et la durée de vie continue du moteur sous charge nominale doit être ≥ 10 000 heures.
Les exigences communes aux deux comprennent :
Durabilité des matériaux : les composants clés doivent résister au vieillissement et à la corrosion et être conformes à la directive de protection de l'environnement RoHS ;
Durée de vie : le taux de rétention de capacité de la batterie après ≥1000 cycles de charge et de décharge est ≥80 % ;
Stabilité de la charge : sous la charge nominale (telle que 150 kg), la plage de fluctuation de la puissance de sortie est ≤ ± 5 % ;
Tolérance aux pannes : le système doit disposer de fonctions de protection contre les surcharges, de coupure de court-circuit et d'avertissement de panne.

Cheminement technique et stratégie de mise en œuvre pour l'assurance de la durabilité du système d'entraînement électrique
(I) Optimisation des matériaux et de la conception des composants de base
Construction durable du système moteur
En tant que noyau de puissance, la durabilité du moteur dépend du matériau du bobinage, de la conception de la dissipation thermique et de la durée de vie des roulements. Par exemple, l'utilisation d'aimants permanents NdFeB pour améliorer la résistance à la démagnétisation de l'acier magnétique, combinée à une structure de dissipation thermique entièrement fermée et refroidie par eau, peut contrôler la température de fonctionnement du moteur en dessous de 80 °C (la FDA exige que la température du boîtier du moteur soit ≤ 95 °C). Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. intègre une technologie brevetée dans la conception du moteur. Son système de contrôle du moteur optimise la sortie de couple grâce à l'algorithme de contrôle vectoriel FOC et réduit l'impact du courant lors du démarrage/freinage. Après test, il peut prolonger la durée de vie des roulements du moteur jusqu'à plus de 20 000 heures, répondant ainsi aux exigences de fonctionnement à long terme de la certification CE.
Gestion de la durée de vie du système de batterie
La batterie doit être protégée à la fois par le système de gestion thermique et par le système de gestion de batterie BMS. Le module de batterie est enveloppé d'une coque en aluminium de qualité aéronautique et d'un matériau composite en fibre de carbone, ce qui peut non seulement améliorer la résistance structurelle (résistance à l'extrusion de 1 000 N sans déformation), mais également obtenir un contrôle de la différence de température de ± 2 ℃ grâce au silicone thermoconducteur intégré (la FDA exige une plage de température de fonctionnement de la batterie de -10 ℃ ~ 45 ℃). BMS doit surveiller la tension, la température et le taux de charge et de décharge d'une seule cellule en temps réel. Lorsque la tension d'une cellule de batterie s'écarte de la valeur moyenne de ≥5 %, le système démarre automatiquement la protection d'équilibrage pour éviter l'atténuation de la durée de vie causée par une surcharge et une décharge excessive. La solution de batterie a été testée par un tiers et le taux de rétention de capacité atteint 85 % après des cycles de charge et de décharge 1C 1 000 fois, ce qui dépasse les exigences de base de la certification CE.
Conception fiable du contrôleur et du système de transmission
Le contrôleur doit utiliser un revêtement de peinture à trois épreuves (résistant à l'humidité, à la poussière et aux brouillards salins) pour répondre au niveau de protection IP65 afin de faire face aux environnements extérieurs humides. La boîte de vitesses doit passer le test d'usure abrasive. Par exemple, des engrenages carburés et trempés 20CrMnTi sont utilisés et la dureté de la surface des dents atteint HRC58-62. Après 5 000 heures de fonctionnement en charge, l'usure de la surface des dents est ≤ 0,05 mm. La conception de la liaison de transmission est optimisée dans le brevet sur la structure pliante. En réduisant le jeu d'engrènement des engrenages (≤0,02 mm), le bruit de fonctionnement est réduit et la durabilité du système de transmission est améliorée.
(II) Contrôle qualité du processus de production et de la chaîne d'approvisionnement
Assurance de précision des équipements de fabrication haut de gamme
La précision du traitement des composants essentiels du système électrique affecte directement la durabilité. Par exemple, la machine de découpe laser allemande TRUMPF utilisée par Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. peut atteindre une précision de coupe de 0,01 mm pour les tôles d'acier au silicium des moteurs et réduire la perte de noyau ; la station de soudage robot japonaise Yaskawa utilise la technologie de suivi de l'arc pour rendre la résistance de soudage des oreilles de la batterie ≥50N, évitant ainsi l'augmentation de la résistance de contact causée par un faux soudage (CE nécessite une élévation de température du point de soudage ≤30K). L'atelier sans poussière (niveau ISO8) de sa base de production moderne de 20 000 mètres carrés peut garantir que les particules d'impuretés lors du soudage du circuit imprimé du contrôleur sont ≤0,5 μm, réduisant ainsi le risque de court-circuit.
Gestion de la traçabilité complète des processus de la chaîne d'approvisionnement
Les composants clés (tels que les aimants de moteur et les cellules de batterie) doivent provenir de fournisseurs ayant passé la certification IATF16949, et chaque lot de matériaux doit fournir une certification des matériaux et des rapports de tests de fiabilité. Par exemple, la cellule de la batterie doit réussir le test de perforation d'aiguille UL1642 (pas d'incendie ni d'explosion) et le roulement du moteur doit fournir une certification de durée de vie de marques telles que SKF ou FAG (durée de vie L10 ≥ 50 000 heures). Un système de gestion de chaîne d'approvisionnement efficace peut assurer une traçabilité complète du processus, depuis le stockage des matières premières jusqu'à la livraison du produit fini, garantissant que chaque composant du système d'entraînement électrique répond aux exigences de conformité des matériaux de la FDA et de la CE.
(III) Système de test multidimensionnel et vérification de la conformité à la certification
Test de durabilité simulant des scénarios d'utilisation
Test de charge mécanique : fixez le scooter de mobilité robuste sur une table vibrante, simulez des conditions routières difficiles avec une fréquence de 3 Hz et une amplitude de ± 50 mm, et faites fonctionner en continu pendant 500 heures pour tester la résistance à la fatigue du support de moteur et du support de batterie (la FDA exige que les pièces structurelles ne présentent aucune fissure et que les boulons ne soient pas desserrés).
Test de cycle environnemental : dans une chambre à haute et basse température et humidité, faites un cycle à -20 ℃ ~ 50 ℃ (chaque point de température est maintenu pendant 8 heures) et appliquez 95 % d'humidité pendant 100 cycles pour vérifier la résistance aux intempéries des composants électroniques du contrôleur (CE exige que la résistance d'isolation après le test soit ≥ 10 MΩ).
Test de cycle de vie : conduisez en continu avec une charge nominale (150 kg), enregistrez la température du moteur, l'atténuation de la capacité de la batterie et le taux de défaillance du contrôleur jusqu'à ce que la première défaillance fonctionnelle se produise, et exigez un temps moyen entre les pannes (MTBF) ≥ 10 000 heures (norme des dispositifs médicaux de la FDA).
Vérification de la conformité par une agence de certification tierce
Après avoir réussi le test interne, il est nécessaire de confier à un laboratoire agréé par la FDA (tel que UL, TÜV) la réalisation de tests complets. Par exemple, le système de batterie doit réussir le test de sécurité de transport UN38.3 (exigence obligatoire pour la certification CE), le moteur doit réussir le test d'efficacité EN 60034-1 (niveau IE3 ou supérieur) et le contrôleur doit être conforme à la norme de compatibilité électromagnétique EN 61000-6-3. Au cours du processus de certification, les produits de Suzhou Heins Medical Equipment Co., Ltd. soumettront des documents techniques complets, notamment des dessins de conception, des rapports de test et une certification des matériaux pour garantir la traçabilité de chaque lien.
(IV) Système de gestion de la qualité et mécanisme d’amélioration continue
Contrôle complet du processus selon les normes ISO
Sur la base des exigences des normes ISO 13485 (Système de gestion de la qualité pour les dispositifs médicaux) et ISO 9001, la production de systèmes d'entraînement de puissance doit passer par :
Vérification de la conception (DV) : identifiez les risques potentiels grâce à l'AMDEC (Analyse des modes de défaillance) pendant la phase de R&D. Par exemple, lorsque le niveau de risque de surchauffe du moteur est ≥8, il est nécessaire d'ajouter une conception redondante des capteurs de température ;
Vérification du processus (PV) : une surveillance CPK (Process Capability Index) des processus clés tels que le soudage et l'assemblage est effectuée, et un CPK ≥ 1,33 est requis pour garantir la stabilité du processus ;
Inspection du produit fini (FQC) : chaque système électrique doit réussir des tests fonctionnels à 100 % (tels que le courant à vide, le temps de réponse de la protection contre le décrochage), et la FDA exige un taux de défaillance ≤ 0,1 %.
Optimisation de la durabilité basée sur les données après-vente
Analysez les modes de défaillance grâce aux enregistrements de garantie. Par exemple, si la capacité d'un lot de batteries diminue trop rapidement après 1 an d'utilisation, il est nécessaire de retracer la formule d'électrolyte ou le processus de formation du lot de production et d'ajuster les paramètres à temps. Un système complet de commentaires des clients a été mis en place pour suivre l'ensemble du cycle, depuis la fourniture des pièces jusqu'à la mise en œuvre du projet. Les données de défaillance collectées par son équipe après-vente seront régulièrement remontées au service R&D pour l'itération de durabilité de la prochaine génération de produits, garantissant ainsi le respect des exigences de « gestion du cycle de vie » de la FDA pour les dispositifs médicaux.