電動汽車高壓零部件供電適應性測試方案
發布時間:2022-06-01 來源:是德科技 責任編輯:wenwei
【導讀】無論是新能源還是傳統的汽車,在啟動、行駛過程中,由於複雜的工況,會導致供電母線上電壓劇烈的波動。這就給眾多的車載控製和用電設備的安全、可靠性帶來巨大隱患。因此,車載的用電設備,無論是動力還是控製,必須具備足夠的供電適應能力。
供電適應性相關的標準體係
汽車行業的開發和設計工程師,都會了解ISO16750,7637等汽車零部件電氣特性和安全測試規範。ISO在出台標準時,涉及企業和組織的數量眾多,定義的測試要求相對比較低。有些國家、地區和企業聯盟,在此基礎上,製訂了更高要求的區域或企業標準,如JASO D001-94(日本汽車行業標準),SAE J1113-2(美國汽車工程師學會),VW80000/LV124/LV148(大眾汽車),Ford FMC 1278(福特汽車)。
波形的定義
與此相關標準,核心是電壓波形定義和測評實施要求,以及波形對應的真實環境。例如下圖的瞬態跌落電壓、拋負載波形。
瞬間跌落波形
解釋:模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)短(duan)路(lu)瞬(shun)間(jian),出(chu)現(xian)意(yi)外(wai)高(gao)短(duan)路(lu)電(dian)流(liu),母(mu)線(xian)電(dian)壓(ya)快(kuai)速(su)跌(die)落(luo),大(da)電(dian)流(liu)熔(rong)斷(duan)器(qi)或(huo)斷(duan)路(lu)器(qi)熔(rong)斷(duan),之(zhi)後(hou)電(dian)壓(ya)又(you)恢(hui)複(fu)正(zheng)常(chang)。電(dian)壓(ya)跌(die)落(luo)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)很(hen)短(duan)(少於100ms)。瞬態電壓跌落會對周圍的用電設備產生短時供電中斷。
目的:模擬在電壓瞬間跌落過程中,其他電路功能是否符合設計。
測試評價標準:等級B,或更嚴格的等級A。
設計和改進方法:
1. 增大電壓輸入端的儲能電容,滿足在跌落期間控製器的用電需求。
2. 增加輔助的boost電路,在電壓跌落到某一電壓時,啟動boost電路,維持正常電壓。
拋負載波形
解釋:啟動馬達或大電流用電設備,在開啟或關閉電源的瞬間,電壓在短時間內突然發生不正常陡升現象。12V係統中電壓尖峰可能高達100V,24V係統甚至高達200V,持續400mS左右恢複到正常。車載電子產品,特別是微電子組件極容易被電壓陡升陡降破壞。
目的:模擬拋負載工況下功能是否符合設計。
測試評價標準:等級C。
設計和改進方法:使用TVS瞬態抑製保護電路,將電壓限製在相對較低的範圍內,如12V係統,尖峰電壓限製在35V以內,24V係統限製在60V以內。
測試評價標準等級的定義
在實施標準中定義的電壓波形驅動時,被測對象可能會造成性能、功能上的差異,甚至損壞。電壓波動的影響可以分為兩個階段,即異常電壓期間和電壓恢複正常之後;再根據造成的影響程度,可依次劃分為不受影響、性能下降、自動重啟、人為重啟和物理損壞五個等級,通常用英文字母ABCDE表示。
測試手段
實shi力li雄xiong厚hou的de公gong司si或huo者zhe認ren證zheng檢jian測ce機ji構gou,通tong常chang采cai用yong專zhuan用yong的de測ce試shi係xi統tong,執zhi行xing標biao準zhun中zhong定ding義yi的de測ce試shi項xiang,提ti供gong產chan品pin兼jian容rong性xing測ce試shi報bao告gao,作zuo為wei產chan品pin是shi否fou達da標biao的de資zi質zhi證zheng明ming,這zhe些xie係xi統tong往wang往wang價jia格ge昂ang貴gui,功gong能neng單dan一yi,即ji使shi大da廠chang也ye很hen少shao。
對於絕大多數公司的研發測試工程師來說,受到預算的限製,以及在產品失效分析和改進時,需要做更多、更靈活的參數調整。集高性能電源、任意波形、示波器、數據記錄儀於一體的APS先進電源係統受到工程師的廣泛青睞。
APS先進電源係統用於車載電源適應性測試:
•功率20W至30KW(並機600KW),最高電壓2000V,最大電流800A。
•電壓斜率高達10000V/mS(2000V上升/下降時間,<200us)並可編輯 64KSa點任意波形。
•200kSa/s、18bit 數字化儀和長時間的數據記錄,直接進行高達2000V,800A的同時測量。
•BV9200 APS程控和分析軟件,可實現常見標準波形、波形拚接序列、數學公式,波形文件導入等多種方式。
APS 波形編輯和生成工具
APS 生成電壓瞬態跌落
電動汽車高壓零部件電氣特性和安全測試
新能源汽車中,功率強大的動力係統,造成車載供電總線的不穩定因素大幅上升;而電池電壓的逐步升級,1000V的高壓瞬態模擬和測試的要求也應運而生。例如,由歐洲各大車廠編訂的新能源汽車電氣特性測試及安全規範LV123,旨在驗證汽車中高壓組件的安全性和電氣參數,如高壓電池係統、逆變器、高壓轉低壓DC-DC,車載充電機OBC等。
LV123 標準測試項目的定義與上述ISO17650或LV124標biao準zhun定ding義yi的de測ce試shi項xiang目mu基ji本ben類lei似si,分fen為wei靜jing態tai和he動dong態tai的de測ce試shi項xiang目mu,如ru拋pao負fu載zai,高gao壓ya直zhi流liu疊die加jia交jiao流liu紋wen波bo等deng。最zui主zhu要yao區qu別bie就jiu在zai於yu更geng高gao的de電dian壓ya等deng級ji。
利用RP7983A 高壓、大功率APS電源,單台功率30KW,最高電壓2000V,高達10000V/mS的電壓斜率(2000V上升/下降時間<200us),可以為工程師在研發和驗證過程中的測試提供了方便。
在1200V直流電壓上疊加頻率10KHz,峰峰值135V紋波
RP7983A實現480V係統拋負載波形,拋負載電壓620V
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