新能源汽車(chē)電機(jī)逆變器Power-HiL測(cè)試方案

新能源汽車(chē)電機(jī)逆變器Power HiL測(cè)試方案新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)對(duì)業(yè)界來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的挑戰(zhàn)，因?yàn)橐酝趥鹘y(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)上積累的測(cè)試規(guī)范和測(cè)試循環(huán)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)并不能直接套用，并且需要新的流程。這是因?yàn)楦唠妷翰考某霈F(xiàn)以及其要遵從國(guó)內(nèi)和國(guó)際法規(guī)（比如ECE-R 100）和標(biāo)準(zhǔn)（比如 IEC 61851）。汽車(chē)E/E 系統(tǒng)必須同時(shí)具備實(shí)用、耐久、安全、緊湊、輕量化以及高效的功率和低成本這些特點(diǎn)。這些要求施加了高復(fù)雜性，尤其在系統(tǒng)級(jí)別上。隨著測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步，Power-HiL的出現(xiàn)電子部件的LV-HiL及網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的之間的空缺。Power-HiL方法能夠進(jìn)行控制接口的仿真，和高電壓、高電流、高功率的仿真，這些是與實(shí)際應(yīng)用情況精確吻合的，并且是可以復(fù)現(xiàn)的。任何現(xiàn)實(shí)中缺失的部件都可以使用各種高電壓的模擬器代替。它們能夠按照特定模型、系統(tǒng)特定硬件和實(shí)際工作點(diǎn)，來(lái)生成相應(yīng)的電壓和電流。特別地，這種Power-HiL的方法能夠使得部件在不影響其他部件的情況下一直工作在特定工作點(diǎn)下。 德國(guó)Scienlab能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)從各模塊到整個(gè)系統(tǒng)的遞進(jìn)式測(cè)試，而且是全電氣化的功率級(jí)仿真測(cè)試。在過(guò)去的幾年中，Scienlab的Power-HiL測(cè)試環(huán)境成為了測(cè)試電力電子車(chē)輛部件系統(tǒng)的非常成功的產(chǎn)品。典型的應(yīng)用領(lǐng)域包括能量存儲(chǔ)、逆變器、充電技術(shù)以及車(chē)載電氣系統(tǒng)和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。系統(tǒng)組成： 針對(duì)新能源汽車(chē)電機(jī)逆變器的實(shí)際特點(diǎn)和工作需求，Scienlab逆變器提供一個(gè)優(yōu)化的測(cè)試方案，通過(guò)高品質(zhì)的電機(jī)模擬器及電池模擬器仿真逆變器實(shí)際的交流和直流工作環(huán)境，對(duì)逆變器的軟件和硬件進(jìn)行功率級(jí)的測(cè)試，同時(shí)作為一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，支持汽車(chē)行業(yè)主流的HiL系統(tǒng)（如dSPACE、ETAS、MicroNova等），支持主流的環(huán)境溫倉(cāng)。為了保護(hù)被測(cè)的逆變器、測(cè)試臺(tái)架以及人員安全，Scienlab還有專(zhuān)門(mén)的獨(dú)立的安全保護(hù)系統(tǒng)來(lái)確保安全。一、電機(jī)模擬器電機(jī)模擬器可以模擬三相電機(jī)的電氣特性，因而可以在沒(méi)有真實(shí)電機(jī)的情況下對(duì)牽引逆變器進(jìn)行操作和測(cè)試。電機(jī)模擬器可以工作在速度模式及負(fù)載轉(zhuǎn)矩模式下。Scienlab基本款的測(cè)試臺(tái)架提供了一個(gè)180KW功率的電池模擬器和150KW功率的電機(jī)模擬器。電池模擬器的功率可以翻倍到360KW，電機(jī)模擬器的功率可以翻倍到300KW。所有的參數(shù)值都是連續(xù)的功率值。電機(jī)模型是在電機(jī)模擬器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的。電機(jī)模擬器是四象限系統(tǒng)，可以模擬電機(jī)在正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)時(shí)的正向工作或者反向工作?？梢阅M永磁同步電機(jī)（PMSM）、異步電機(jī)（ASM）、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等汽車(chē)常用電機(jī)。電機(jī)模擬器還包含了一個(gè)用于模擬轉(zhuǎn)子位置傳感器的傳感器模擬器以及電機(jī)溫度的模擬。電機(jī)的類(lèi)型、模型參數(shù)、安全限值、以及傳感器模擬器的類(lèi)型及參數(shù)，都可以由客戶(hù)通過(guò)HiL來(lái)定義，也可借助觸摸面板實(shí)現(xiàn)本地控制。故障模擬：如果逆變器內(nèi)部或者電機(jī)、電池發(fā)生故障，逆變器必須正確地作出反應(yīng)。這種反應(yīng)必須是可以測(cè)試的，因此測(cè)試臺(tái)架必須允許在試驗(yàn)裝置中進(jìn)行故障注入。 Scienlab的測(cè)試臺(tái)架可以模擬多種故障狀況。故障可以通過(guò)參數(shù)進(jìn)行激活和調(diào)整。包括電機(jī)三相線(xiàn)的斷路和短路、電機(jī)溫度、電機(jī)堵轉(zhuǎn)、電流和轉(zhuǎn)矩超限、轉(zhuǎn)速超限、傳感器故障、電機(jī)阻抗變化、退磁、機(jī)械故障等。在進(jìn)行故障模擬時(shí)，模擬器的電流、電壓等限值始終是激活的，因此就能在超限時(shí)，保障測(cè)試臺(tái)架安全。二、電池模擬器電池模擬器模擬各種電池、能量存儲(chǔ)設(shè)備和高壓直流母線(xiàn)上的電子負(fù)載的電氣特性，對(duì)于高質(zhì)量的逆變器測(cè)試而言，是必不可少的部分。Scienlab電池模擬器的輸出電壓和電流的變化具有出色的動(dòng)態(tài)特性，這樣就可以在隨著直流負(fù)載變化而轉(zhuǎn)換的真實(shí)直流電壓下進(jìn)行逆變器的測(cè)試。電池模型是在電池模擬器內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。模型類(lèi)型、相關(guān)參數(shù)和安全限值都是由客戶(hù)通過(guò)HiL定義的，也可借助觸摸面板實(shí)現(xiàn)本地控制。電池模擬器可以工作在恒定電壓、恒定電流、恒定功率等不同的模式下。三、環(huán)境模擬如果用戶(hù)需要對(duì)環(huán)境的模擬，Scienlab可以在Power-HiL測(cè)試臺(tái)架中提供和集成各種類(lèi)型的溫度和環(huán)境倉(cāng)。逆變器冷卻和調(diào)節(jié)都是由環(huán)境倉(cāng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果不要求環(huán)境模擬，Scienlab提供了一個(gè)測(cè)試臺(tái)，可以方便安全地適用于任意高電壓部件。這個(gè)測(cè)試臺(tái)的搭建在EMC兼容性方面是非常理想的。它提供了所有必需的高壓和低壓接口，以及冷卻相關(guān)的聯(lián)接。它的設(shè)計(jì)確保了可以快速地更換不同的被測(cè)對(duì)象。門(mén)磁開(kāi)關(guān)和鎖止機(jī)構(gòu)確保提供必需的安全性。測(cè)量傳感器可以直接集成在測(cè)試臺(tái)中。根據(jù)測(cè)試用例的要求，溫度和環(huán)境可以分別控制。這些也包括與所有HiL部件的連接工作。交流和直流電源的所有電器連接器，以及傳感器/通信信號(hào)、低壓溫度信號(hào)和冷卻水源都是在環(huán)境倉(cāng)或者EUT rack內(nèi)與逆變器進(jìn)行連接的。因此更換不同的逆變器測(cè)試時(shí)，只需要費(fèi)很少的力氣進(jìn)行安裝。四、測(cè)試設(shè)備電機(jī)模擬器及電池模擬器都將內(nèi)部的測(cè)試數(shù)據(jù)提供給通信接口。電池模擬器的內(nèi)部測(cè)量是特別精確的，因此不需要外部的測(cè)量設(shè)備。電機(jī)模擬器端的功率測(cè)試需要使用外部的測(cè)量系統(tǒng)。Scienlab也可以根據(jù)需要提供合適的測(cè)量系統(tǒng)。五、安全設(shè)備 Scienl