Testes mais rápidos
Para sistemas de baterias em veículos
A eletrificação dos veículos moldou significativamente o desenvolvimento dos automóveis de passageiros nas últimas décadas. Enquanto esta área tecnológica costumava centrar-se nos sistemas de entretenimento, navegação e conforto, a indústria virou agora a sua atenção para as potências mais elevadas, as tensões mais elevadas e os sistemas de gestão de energia. Esta energia não se limita a uma bateria e a um motor elétrico, mas afecta também o grupo motopropulsor e os sistemas de gestão da energia, que têm necessidades de energia semelhantes.
Para acompanhar a evolução das exigências dos veículos eléctricos, o desafio para os engenheiros de ensaio consiste em introduzir inovações no mercado sem ter de comprar novo equipamento de ensaio de poucos em poucos meses.
As linhas de produtos de fontes de alimentação CC, cargas electrónicas e fontes de alimentação bidireccionais da EA Elektro-Automatik tornam possível testar de forma muito mais flexível e eficiente. As gamas de produtos PSI, EL, ELR e PSB podem funcionar até 2000V, oferecem uma verdadeira função de auto-alternância e um gerador de funções e formas de onda arbitrárias integrado.
Esta flexibilidade permite à EA gerar ou reduzir a potência necessária para simular ou testar qualquer componente elétrico de um veículo – em condições reais.
Produtos utilizados em aplicações automóveis
Link to: PSB Fontes de Alimentação Bidireccionais DC
Fontes de alimentação CC bidirecionais de laboratório
Link to: Fontes de alimentação DC programáveis PS/PSI
Fontes de alimentação de laboratório eletrônicas DC programáveis
Link to: Cargas electrónicas DC programáveis EL/ELR
Cargas eletrônicas DC programáveis
(Convencional e regenerativo)
Soluções de aplicação
Teste do sistema de carregamento
Carregadores de bordo (OBC), sistemas de carregamento plug-in e carregadores sem fios
Uma das principais questões quando se decide comprar um veículo elétrico é como e onde carregá-lo. Esta questão levou a indústria automóvel a desenvolver vários conceitos de carregamento para oferecer mais comodidade durante o processo de carregamento. A tendência é para tensões mais elevadas, que requerem correntes mais pequenas e menos cobre. Enquanto a indústria decide sobre as normas, testar estes conceitos requer uma fonte de alimentação versátil. Este deve cumprir os requisitos de baixa e alta tensão que muitos destes carregadores têm.
As fontes de alimentação CC da EA com capacidade de autoranging são capazes de o fazer. A variação automática permite ao utilizador manter a potência total numa vasta gama de tensões. No entanto, com as fontes de alimentação CC convencionais, este é apenas o caso da tensão máxima. A EA oferece modelos de 1000V, 1500V e 2000V que apresentam uma elevada densidade de potência, capacidade bidirecional, geradores de funções, capacidade regenerativa e emissões EMC muito baixas.
Vantagens da EA:
- Autoranging
- Densidade de potência
- Simulação de bateria
- Bidirecional e regenerativo
- Gerador de funções e formas de onda arbitrárias
- Baixa EMC
- Tensão de saída até 2000V
- Paralelização plug-and-play
Teste de conversores DC-DC
Os conversores DC-DC são utilizados em veículos eléctricos para converter as tensões da bateria (200-800V) em várias tensões DC (12-48V) necessárias para os faróis, o rádio e outros equipamentos auxiliares. O teste destas unidades requer uma entrada de corrente contínua e uma carga à qual a saída de corrente contínua está ligada. As fontes de alimentação e as cargas da EA têm opções de baixa e alta tensão para satisfazer estes requisitos. Além disso, as séries PSB 9000 e 10000 podem ser utilizadas como fonte ou dissipador de tensão, permitindo que o engenheiro de testes forneça energia em qualquer direção. Isto reduz ao mínimo o equipamento de ensaio necessário.
Com o gerador de funções incorporado, podem ser testadas situações reais, tais como ligar e desligar repetidamente os faróis ou ligar o aquecimento a plena carga em pleno inverno. A figura seguinte mostra uma configuração de teste típica com um par de PSBs para testar ambos os lados dos conversores CC/CC. Devido à elevada eficiência dos PSBs, apenas 5-10% da energia é perdida nestes testes, enquanto o resto da energia é devolvida à rede eléctrica local.
Vantagens da EA:
- Autoranging
- Densidade de potência
- Simulação de bateria
- Gerador de funções e formas de onda arbitrárias
- Baixa EMC
- Tensão de saída até 2000V
- Ligação paralela plug-and-play até 2 MW
- Alta eficiência até 96%.
Ensaio do inversor de tração
Nos veículos eléctricos, os motores são alimentados por corrente alternada, mas a maior parte do veículo é alimentada por corrente contínua. Isto faz sentido porque uma bateria serve como fonte de energia. Para que não haja conflitos técnicos, são utilizados inversores para converter a corrente entre a bateria e o motor. Além disso, os conversores de tração também podem ser utilizados para suportar a travagem regenerativa, o reforço da tensão e a proteção dos disjuntores. A figura seguinte mostra uma aplicação das fontes PSB bidireccionais da EA utilizadas para testar um conversor de tração (DUT) acionado por um motor elétrico.
O PSB pode fornecer energia ao inversor de tração enquanto simula uma bateria e retirar energia quando o motor está a funcionar como gerador para carregar a bateria durante a travagem. A função de variação automática da EA proporciona uma gama de saída flexível em comparação com as fontes de alimentação CC convencionais e fornece potência de saída total quando a tensão de saída diminui. Isto significa que as fontes de alimentação CC e as cargas da EA podem substituir várias fontes de alimentação CC convencionais. Estes são normalmente necessários para cobrir os pontos de funcionamento de tensão mais elevada/corrente mais baixa e tensão mais baixa/corrente mais elevada do inversor de tração.
Vantagens da EA:
- Autoranging
- Densidade de potência
- Simulação de bateria
- Gerador de funções e formas de onda arbitrárias
- Modelos de tensão até 2000V
- Baixa EMC
- Ligação paralela plug-and-play até 2 MW
Ensaio de luminárias, relés, sensores e acessórios
Para além dos componentes principais do veículo elétrico, existem muitos outros componentes, tanto nos veículos eléctricos como nos veículos com motores de combustão, que também são alimentados por corrente contínua. Aqui, as tensões necessárias para a alimentação podem variar dos habituais 12V até 1000V ou mais. Com uma variação tão grande, os engenheiros de teste são forçados a comprar várias fontes de alimentação CC convencionais para testar todos os componentes.
As fontes de alimentação CC e as cargas da EA utilizam uma combinação de elevada densidade de potência e de variação automática para abranger uma gama de funcionamento muito mais ampla e, em última análise, poupar espaço e custos valiosos no bastidor. A eficiência extremamente elevada dos produtos EA ajuda a reduzir eficazmente os custos de energia. A integração num ATE também é simplificada pela utilização de módulos Anybus para comunicação digital com opções como CANopen, CAN, Ethernet, Profibus e outras.
Vantagens da EA:
- Autoranging
- Densidade de potência
- Simulação de bateria
- Gerador de funções e formas de onda arbitrárias
- Modelos de tensão até 2000V
- Baixa EMC
- Ligação paralela plug-and-play até 2 MW
Ensaio de células de combustível, baterias e sistemas de gestão de baterias
A fonte de energia dos veículos eléctricos são as baterias, as células de combustível e os sistemas de gestão de baterias. Com uma procura tão grande de eletricidade em todas as partes do veículo, é essencial que os ensaios das baterias e das células de combustível sejam realizados sob a simulação de condições reais. Arranques, paragens, trânsito em hora de ponta e calor – todas estas são situações que o veículo elétrico vai encontrar na estrada. A capacidade de recriar estes cenários é imperativa para cumprir várias normas de ensaio automóvel.
A função de variação automática incorporada e o gerador de formas de onda arbitrárias nas fontes de alimentação CC, cargas e fontes CC bidireccionais da EA simplificam a simulação de diferentes condições de condução. As funções de teste da bateria para carregar ou descarregar automaticamente uma bateria também estão incluídas. A série PSB bidirecional pode simular com precisão as condições da bateria para testar os sistemas de gestão da bateria sem ter de esperar que a bateria carregue ou descarregue até um estado de carga específico.
Vantagens da EA:
- Autoranging
- Densidade de potência
- Simulação de bateria
- Funções de teste de baterias e células de combustível
- Gerador de funções e formas de onda arbitrárias
- Modelos de tensão até 2000V
- Baixa EMC
- Ligação paralela plug-and-play até 2 MW
Estudos de casos
PSB 9000 para LV 123
Norma de ensaio automóvel para a BMW, Audi, Daimler, Volkswagen e Porsche
A LV 123 é uma norma de ensaio desenvolvida para os fabricantes de automóveis alemães que testa as propriedades eléctricas e a segurança dos componentes de alta tensão nos veículos rodoviários. O objetivo do ensaio é colocar os componentes eléctricos em situações em que a tensão de entrada ou a procura é inferior ou superior ao normal, para garantir que a unidade funcionará corretamente nessas condições. Estas condições destinam-se a simular as condições reais de funcionamento. O trabalho do engenheiro de testes consiste em reproduzir as formas de onda ou as sequências de teste para garantir que a unidade continua a funcionar. A forma de onda arbitrária integrada e o gerador de funções permitem ao utilizador programar formas de onda precisas para replicar com precisão os requisitos de teste da norma LV 123.
Neste caso, foi utilizada uma fonte de alimentação CC bidirecional da série PSB 9000 para reproduzir as condições de ensaio especificadas na norma LV 123. Abaixo pode ver três exemplos: o limite superior de operacionalidade, o limite inferior de operacionalidade e o limite superior de operacionalidade. Como se pode ver nos exemplos, o PSB reproduziu a forma de onda especificada com grande precisão. Normalmente, este tipo de ensaio é realizado com uma fonte de alimentação CC e/ou uma carga eletrónica CC alimentada por um gerador de formas de onda arbitrárias para produzir as formas de onda. O PSB pode executar as funções de fonte e dissipador necessárias para o teste e também gerar a forma de onda arbitrária. A possibilidade de fazer tudo isto com apenas um dispositivo permite poupar tempo e dinheiro.
Limite superior de operacionalidade
Limite inferior de operacionalidade
Capacidade operacional fortemente limitada
