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電驅系統

SOLUTION

P-HiL 功率級硬件在環(huán)

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電機控制器功率級P-HiL測試解決方案


       電機和電控是新能源汽車(chē)動(dòng)力系統的核心,隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展,利用硬件在環(huán)測試(Hanrdware in the Loop, HiL)技術(shù)可以方便地完成電機控制策略的開(kāi)發(fā)和驗證,但是這種信號級HiL只針對電機控制器的控制板,不能對驅動(dòng)板和功率電路進(jìn)行測試。針對電機控制器功率部分,傳統的測試方法為搭建電機測試臺架,但這種方法對客戶(hù)來(lái)說(shuō)存在靈活性差、成本昂貴、有機械風(fēng)險、無(wú)法進(jìn)行極限工況和故障測試等問(wèn)題。


       意昂神州(北京)科技有限公司聯(lián)合全球領(lǐng)先的汽車(chē)電力電子測試方案提供商D&V公司,根據客戶(hù)實(shí)際需求,結合國家行業(yè)相關(guān)規定,為客戶(hù)提供具有國際先進(jìn)性的靈活全面的電機控制器功率級P-HiL測試解決方案。該方案可用于驅動(dòng)逆變器的部件級測試和整車(chē)電驅動(dòng)系統級測試,相較于傳統電機測功臺架,可以使客戶(hù)更加方便、靈活、安全、高效地實(shí)現對電機控制器的功能性能測試、極限工況和故障測試、耐久和環(huán)境測試等。憑借意昂專(zhuān)業(yè)的技術(shù)能力和豐富的行業(yè)經(jīng)驗,整個(gè)測試方案可根據客戶(hù)具體需求定制開(kāi)發(fā)并支持后期擴展,例如集成環(huán)境艙、冷卻系統、整車(chē)高壓測試系統以及三電HiL測試系統等。


       P-HiL測試方案核心為智能負載模擬器(Active Load Emulator, ALE),俗稱(chēng)電機模擬器,其主要包括電機模擬單元(e-Motor Emulator, eME)和高壓電源(High Voltage Power Suply, HVPS)。電機模擬器通過(guò)模擬真實(shí)電機的反電動(dòng)勢和阻抗來(lái)模擬真實(shí)電機機械和電氣特性以及四象限運行,接受控制器三相輸出,反饋給被測控制器(Unti under test, UUT)反電動(dòng)勢以及轉子位置傳感器信號和溫度傳感器信號。


       電機模擬器ALE支持用戶(hù)構建靈活的從部件級到系統級的測試方案,根據高壓電源HVPS的不同主要有兩種系統方案,其系統架構如下圖所示。


電機控制器功率級P-HiL測試解決方案


       方案一采用單電源模式,電機模擬單元eME和被測控制器UUT共用一個(gè)高壓直流電源HVPS,采用獨創(chuàng )性的專(zhuān)利技術(shù)使其可以與被測控制器UUT共直流母線(xiàn),整個(gè)系統只需要一個(gè)低功率高壓電源進(jìn)行系統損耗的補充,便可以滿(mǎn)足整個(gè)系統的高功率測試,被測控制器UUT不需要額外供電,能量?jì)炔垦h(huán)利用,利用率高。


       方案二采用雙電源模式,電機模擬單元eME和被測控制器UUT分別采用單獨的電源供電,該方案配置靈活,被測控制器UUT端可采用真實(shí)電池包或者電池模擬器,模擬整車(chē)高壓系統。該方案方便后期擴展,可用于系統級測試。

    電機模擬器ALE主要特點(diǎn)和優(yōu)勢:

  • 可用于電機控制器部件級和系統級測試;

  • 通道數可選,配置靈活,支持后期擴展,支持多通道并聯(lián)運行;

  • 可選內部集成高低壓電源,不需要控制器外接高低壓電源供電;

  • 模擬真實(shí)電機電氣特性(反電動(dòng)勢和阻抗);

  • 通過(guò)改變電機參數可模擬多種電機(永磁同步電機和交流感應電機等);

  • 可模擬六相電機;

  • 模擬電機位置傳感器(旋轉變壓器、編碼器等);

  • 模擬電機溫度傳感器;

  • 支持電機四象限運行;

  • 支持控制器多種PWM調制模式;

  • 可選故障注入單元,模擬多種電機故障;

  • 功能豐富易于操作的上位機軟件,通訊協(xié)議完全開(kāi)放;

  • 豐富的通訊接口(CAN、LAN等,方便系統集成);

  • 設備體積小,可靈活移動(dòng);

  • 水冷,散熱性能好,噪音小。


    電機模擬器ALE典型測試項目:

  • 控制器功率級P-HiL測試;

  • 控制器轉速扭矩特性測試;

  • 標準工況和極限工況性能測試;

  • 控制器耐久和環(huán)境適應性試驗;

  • 再生能量回饋性能測試;

  • 控制器故障保護能力測試;

  • 整車(chē)系統級功能性能測試。



  • 通用(GM)

  • 福特(FORD)

  • 菲亞特克萊斯勒(FCA)

  • LG電子(LGE)

  • 臺達(DELTA)

  • 北汽新能源(BAIC)

電機控制器功率級P-HiL測試現場(chǎng)

客戶(hù)現場(chǎng)圖



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