高压电气系统验证—Vector 测量工具用例

原标题:高压电气系统验证—Vector 测量工具用例

在新能源汽车的开发过程中,动力系统的高压部件面临着国家标准(例如GB 31485-2015 )和国际标准(例如ISO 7637-4)等一系列严苛要求。这些高压部件在实现功能的同时还要满足安全、紧凑、坚固、轻便、高效的要求,而这也导致了系统的高度复杂性。整个系统由不同的供应商或者研发部门所开发的部件构成,其中的高压部件包括电机、电池、逆变器、车载充电器、电加热器、冷却泵和DC/DC转换器。

在前期开发模拟阶段以及台架测试时,需要对高压部件以及整个系统进行检验和验证,但是部件或者系统只有通过真实环境测试之后才可发布。

电动汽车内有两组直流电网和DC/DC转换器,因此它的电气系统要比传统汽车复杂得多。并且,不同电动汽车的动力总成、充电部件和高压用电设备的设计和特性也完全不同。此外车载网络的拓扑结构,低压侧和高压侧的电压(高达800V),对负载和动力学的要求均随车型不同而变化。

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面临的挑战

在高压车载网络的验证过程中,对测量系统的采样率、安全性和可扩展性都有非常高的要求。为了确保高压部件在任何行驶工况下都工作在一定的电压范围内,需要对整个高压电气系统的多个测点进行测量。线路中的电感效应会产生电压尖峰,电子器件在快速开关过程中会引起负载突变,为了检测和测定这些突变值需要采用非常高的采样频率。为了分析误差产生的原因,整个测量过程必须是时间同步且统一的耦合测量系统。除了车辆总线信息外,车辆中的控制单元也是重要的信息来源,因此在整体性能评估时也要对其进行同步测量。

针对高压的测量所使用的技术必须保证人员及设备安全。在极端的驾驶场景或者行驶工况下对高压车载网络进行验证,用来确保车辆可靠地、安全地运行。在为此目的而进行的道路试验中,也可以检查两台干扰叠加的电动机的效果。

虽然电压尖峰对整个测量过程只有短暂且微弱的影响,但这些信号对测试人员来说必不可少。另外测量软件必须可以对信号进行实时显示和复杂计算,例如:数据测量软件vMeasure exp可以设置数据记录的触发条件为电压信号的导数超过了电压变化的最大值。为了以后对信号进行详细的分析,测量系统必须能够记录所有相关的数据(例如高压信号、ECU信号和计算信号等)。

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解决方案

完整的测量工具链应包括高压测量模块、ECU测量工具以及在线同步数据采集和分析的软件。

Vector和CSM提供的高压安全的模块化测量工具,可以同时采集高压网络和控制单元中的信号。

HV Breakout Modules(HV BM)以分流器的形式被分布式地安装于高压电缆中,额定电流范围为±50A~±800A。

同步测量电压和电流信号时,单个通道最高采样率高达1 MHz。HV BM模块的电流和电压测量精度高达 0.2%。

与验证单个部件(例如电机)的效率或动力相比,验证整个系统需要更多的测点,同时测点数量取决于整个系统中的高压部件数量。对于乘用车而言,测量点为10~20个,而卡车所需的测量点更多。所有信号由vMeasure exp进行同步记录,并且可以进行实时信号处理与计算,例如通过特定事件触发记录或者计算与试验相关的变量。

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优势

整个测量系统具有快速、精确和灵活等特点,适用于台架测试和路试时进行高压电气系统验证。

HV BM模块具有体积小,坚固耐用,可直接安装在车辆中使用等优点。无需为车辆配备额外的电流传感器、电缆和仪表。这不仅可以节省时间,降低风险,还可以缩短测量工具链并提高测量质量。

同步记录所有信号,包括ECU信号和车辆总线信号。

vMeasure exp在测量过程中可以对测量信号进行实时的复杂数学运算。在对直接测量得到信号进行记录外,还可对滤波信号或计算信号同步显示和记录,此外还可以将它们作为触发信号。

用户在进行路试时,可以实时测量车载网络和高压部件的电压、电流并且可以及时地获取反馈,使得验证和后续的分析更加高效。

用户可以通过vSignalyzer对测量数据进行自动化的分析和专业化的视图显示,还可以利用数据管理系统vMDM对数据进行直接地传输和安全地存储。返回搜狐,查看更多

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