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电动汽车充电设备测试技术和解决方案


  来源: 是德科技 时间:2019-11-27 编辑:仪商清风
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和新能源汽车相关的三电测试技术包含电池储能测试、逆变器测试、充电测试、BMS测试等,如图1所示。本期为大家介绍KEYSIGHT充电技术测试,暨针对整个电动汽车和电动汽车充电基础设施(通常指充电桩和充电箱)所提供的测试解决方案


图1 新能源汽车相关的测试技术


摘要:
汽车元器件独立测试的概念与模型
汽车充电设备测试技术和方案


第一部分:汽车元器件独立测试的概念与模型

 

首先,以「逆变器」为例,先给大家介绍汽车中元器件独立测试的概念。然后,再来介绍为整个电动汽车和电动汽车充电设备生态系统而打造的测试解决方案。假设现在准备开发一个电气传动系统的元器件,并且接下来要对它进行验证测试,这就会面临某些挑战。比如:“如何确保这个元器件能够满足复杂系统的要求?”这里的“复杂”是指这些元器件不仅要连接高压电源,还要连接低压通信。如何执行这类测试?



图2 图片来自于宝马 i3


绝大多数人一定希望立即测试自己的逆变器,而不是等到其他元器件都备齐后再开始。为了减少开发时间和成本,研发人员通常不会等到电机系统开发完成之后再来做这项测试。此外,同样重要的是:“如何确保元器件在发生故障时也能正常工作?怎样对元器件的故障进行测试?” 比如,连接的元器件有可能出现了故障,要怎样进行测试?这些都是在进行元器件独立测试时将会遇到的主要挑战。


以电动汽车宝马i3为例来说明,在这辆车里,有不同的元器件,有些元器件是连在一起的。例如,这个逆变器位于后侧,在它下方则是电机,因此逆变器与电机靠得非常近。假设在没有电机和电池包的情况下,对逆变器进行测试,并且只测试逆变器本身。要测试逆变器,必须用所谓的电机模拟器(Machine Emulator)来替代电机。而旁边的电池也必须用这个电池模拟器来替代,如图所示,它被称作「动态直流电池模拟器」(Dynamic DC Emulator)。同样,在低压方面,必须对汽车中信号进行仿真。对于有现有的模型,无论是 Matlab Simulink 模型还是其他模型,都可以用它来仿真道路场景或仿真循环驾驶的路况,等等。



图3 汽车元器件测试 V-Model


使用 Power HiL 系统来进行车辆仿真。「电机模拟器」可以仿真不同的电机。可以通过不同的参数设置来仿真同步电机、异步电机或是希望模拟的其他类型的机器。电机可以是3相,也可以是6相或者是实验所需要的其他类型。在DC(直流)端,「电池包模拟器」可以设置模拟器的内阻配置电池的动态特性,从而为逆变器两端提供需要的信号,这意味着仿真在汽车中真实连接的元器件。该方案希望能用模拟器来替代逆变器,以使车内的逆变器和所有与之相连的器件都可以被仿真。


这个的示例很好地展示了这一点,一切都可以通过参数来灵活配置,只需替换模拟器内的模型即可。在开发元器件时,设计人员可能会根据「V-Model」来执行这样的操作。这意味着对于定制化的要求,并且最终到达系统验收测试这一步。在系统和元器件设计好之后,就需要对它们进行测试了。可以选择用「低压 HiL」来进行测试。也就是说,可以测试逆变器的通信部分,其中包括 CAN 通信、电源以及 I/O 信号,还有安全信号。这使得执行大量的故障测试成为可能。


第二部分:汽车充电设备测试技术和方案


电动汽车和插电式混动汽车(EV、PHEV)的发展和推广取决于充电基础设施(充电桩或者充电箱)的大范围铺设和使用。由于最近出台的一些标准以及相关领域经验的缺乏,EV和EVSE之间出现的交互故障频繁发生。



图4 KEYSIGHT Scienlab 充电测试系统


充电基础设施与HEV或EV之间的充电过程是一个复杂的生态系统,涉及众多关联方:汽车制造商(OEM);第三方检测机构;充电基础设施(如:充电桩或者充电箱)的制造商;运营商以及工厂。电动汽车供电设备(EVSE)的互操作性对于确保服务提供商的运营和终端客户的驾驶体验非常重要。充电设施在推向市场之前,必须满足众多要求。除了正确无误的通信能力之外,功率是首要考虑因素。

关键词:电动汽车 测试 解决方案    浏览量:721

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