Электрификация транспортных средств оказала большое влияние на развитие легковых автомобилей в последние десятилетия. Если раньше эта область технологий была сосредоточена на развлекательных, навигационных и комфортных системах, то теперь отрасль сосредоточилась на большей мощности, более высоких напряжениях и системах управления энергопотреблением. Эта мощность не ограничивается только батареей и электродвигателем, но также влияет на трансмиссию и системы управления энергией, которые имеют аналогичные требования к мощности.
Чтобы не отставать от меняющихся потребностей электромобилей, перед инженерами-испытателями стоит задача вывести на рынок инновации, не покупая новое испытательное оборудование каждые несколько месяцев.
Линейка продуктов питания постоянного тока, электронных нагрузок и двунаправленных источников питания от EA Elektro-Automatik позволяет проводить испытания гораздо более гибко и эффективно. Линейки продуктов PSI, EL, ELR и PSB могут обеспечивать напряжение до 2000 В, предлагают реальную функцию автоматического выбора диапазона и интегрированный генератор функций произвольной формы и сигналов.
Эта гибкость позволяет EA генерировать или уменьшать мощность, необходимую для моделирования или тестирования любого электрического компонента в автомобиле – и все это в реальных условиях.
Программируемые Лабораторные Источники Питания Постоянного Тока
Программируемые Электронные Нагрузки
(Традиционные и Регенеративные)
Двунаправленные Лабораторные Источники Питания Постоянного Тока
Один из основных вопросов при принятии решения о покупке электромобиля – как и где его заряжать. Этот вопрос побудил автомобильную промышленность разработать различные концепции зарядки, чтобы сделать этот процесс более удобным. Тенденция заключается в более высоких напряжениях, требующих меньших токов и меньшего количества меди. В то время как промышленность выбирает стандарты, тестирование этих концепций требует универсальный источник питания. Он должен соответствовать требованиям к низкому и высокому напряжению, которые предъявляются многими из этих зарядных устройств.
Источники питания постоянного тока от EA с возможностью автоматического выбора диапазона могут делать это. Автоматический выбор диапазона позволяет пользователю получить полную мощность в широком диапазоне напряжений. Однако с обычными источниками питания постоянного тока это происходит только при максимальном напряжении. EA предлагает модели на 1000 В, 1500 В и 2000 В, которые характеризуются высокой удельной мощностью, двунаправленной способностью, генератором функций, возможностью рекуперации и очень низким уровнем электромагнитного излучения.
DC/DC преобразователи используются в электромобилях для превращения напряжения аккумуляторной батареи (200–800 В) в различные напряжения постоянного тока (12–48 В), необходимые для фар, радио и другого вспомогательного оборудования. Для тестирования этих устройств требуется вход постоянного тока и нагрузка, к которой подключен выход постоянного тока. Источники питания и нагрузки от EA имеют варианты низкого и высокого напряжения для удовлетворения этих потребностей. Кроме того, серии PSB 9000 и 10000 могут использоваться как источник или потребитель напряжения, так что инженер-испытатель может подавать ток в обоих направлениях. Это сводит к минимуму необходимое испытательное оборудование.
С помощью встроенного генератора функций можно смоделировать реальные ситуации, например многократное включение и выключение фар или включение обогрева при полной нагрузке в середине зимы. На следующем рисунке показана типичная испытательная установка с парой PSB для проверки обеих сторон DC/DC преобразователя. Из-за высокого КПД источника питания PSB в этих испытаниях теряется только 5-10% мощности, а остальная мощность возвращается в местную электросеть.
В электромобилях двигатели питаются от переменного тока, но большая часть транспортных средств питается от постоянного тока. Это имеет смысл, потому что в качестве источника питания используется аккумулятор. Чтобы это не приводило к техническим конфликтам, используются инверторы для преобразования тока от аккумулятора и двигателя туда и обратно. Тяговые преобразователи также могут использоваться для поддержки рекуперативного торможения, повышения напряжения и защиты переключателей. На следующем рисунке показано применение двунаправленных источников питания PSB от EA, используемых для тестирования тягового преобразователя (испытуемого устройства), приводимого в действие электродвигателем.
PSB может как подавать питание на тяговый преобразователь, моделируя аккумулятор, так и потреблять энергию, когда двигатель работает как генератор, чтобы заряжать аккумулятор при торможении. По сравнению с обычными источниками питания постоянного тока функция автоматического выбора диапазона EA предлагает гибкий выходной диапазон и обеспечивает полную выходную мощность при уменьшении выходного напряжения. Это означает, что блоки питания и нагрузки постоянного тока от EA могут заменить несколько традиционных блоков питания постоянного тока. Обычно они необходимы для покрытия рабочих точек более высокого напряжения / низкого тока и низкого напряжения / более высокого тока тягового преобразователя.
Помимо основных компонентов электромобиля, есть много других компонентов как в электромобилях, так и в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания, которые также работают на постоянном токе. Напряжения, необходимые для питания, могут варьироваться от обычных 12 В до 1000 В и более. При таком большом разбросе инженеры-испытатели вынуждены приобретать несколько обычных источников питания постоянного тока, чтобы иметь возможность тестировать все компоненты.
Источники питания постоянного тока и нагрузки от EA используют комбинацию высокой удельной мощности и автоматического выбора диапазона, чтобы охватить гораздо больший рабочий диапазон и, в конечном итоге, сэкономить ценное место в стойке и затраты. Чрезвычайно высокий КПД продуктов от EA помогает эффективно снизить затраты на электроэнергию. Интеграция в автоматизированные системы также упрощается за счет использования модулей Anybus для цифровой связи с такими интерфейсами, как CANopen, CAN, Ethernet, Profibus и другими.
Источниками энергии для электромобилей являются батареи, топливные элементы и системы управления батареями. При таком большом спросе на электроэнергию во всех частях транспортного средства, крайне важно, чтобы испытания батарей и топливных элементов проводились с моделированием реальных условий. Запуски, остановки, движение в час пик, в сильную жару – это все ситуации, с которыми электромобиль может столкнуться на дороге. Возможность воссоздать эти сценарии необходима для соответствия различным стандартам автомобильных испытаний.
Встроенная функция автоматического выбора диапазона и генератор сигналов произвольной формы в источниках питания постоянного тока, нагрузках и двунаправленных источниках постоянного тока от EA упрощают моделирование различных условий движения. Также включены функции тестирования батареи для автоматической зарядки или разрядки батареи. Двунаправленные серии PSB могут точно моделировать состояния батареи для тестирования систем управления батареями, не дожидаясь, пока батарея зарядится или разрядится до определенного состояния.
Batterietest
Brennstoffzellentest
Batteriemanagementsystemtest
LV 123 это стандарт испытаний, разработанный для немецких производителей автомобилей, который проверяет электрические свойства и безопасность высоковольтных компонентов дорожных транспортных средств. Целью теста является размещение электрических компонентов в ситуациях, когда входное напряжение или требования ниже или выше нормы, чтобы гарантировать, что устройство будет работать должным образом даже в таких условиях. Эти условия предназначены для моделирования реальных условий эксплуатации. Работа инженера-испытателя заключается в воспроизведении форм сигналов или тестовых последовательностей, чтобы гарантировать, что устройство продолжает работать. Встроенный генератор функций произвольной формы позволяет программировать презиционные формы сигналов для точного воспроизведения требований к испытаниям стандарта LV 123.
В этом случае для моделирования условий испытаний, указанных в стандарте LV 123, использовался двунаправленный источник питания постоянного тока из серии PSB 9000. Ниже приведены три примера: верхний предел пригодности к эксплуатации, нижний предел работоспособности и высокий предел пригодности к эксплуатации. Как видно из примеров, PSB с большой точностью воспроизвел заданную форму волны. Обычно этот тип теста выполняется с источником питания и/или электронной нагрузкой, питаемой генератором сигналов произвольной формы для генерации сигналов. PSB может выполнять функции источника и потребителя, что необходимо для испытания, а также генерировать сигнал произвольной формы. Возможность делать все это с помощью всего одного устройства экономит время и деньги.
