Автомобильная промышленность

Уско­рен­ные испы­тания для акку­мулятор­ных сис­тем в тран­спортных средс­твах

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.

Про­верка сис­тем заряд­ки

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.

Про­верка DC/DC пре­об­ра­зовате­лей

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.

Испы­тание тяго­вых пре­об­ра­зовате­лей

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.

Про­верка осве­щения, реле, дат­чи­ков и аксес­су­аров

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.

Тес­ти­рование топ­ливных эле­мен­тов, бата­рей и сис­тем управ­ле­ния бата­ре­ями

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.

PSB 9000 для LV 123

Авто­мобиль­ные стан­дарты испы­таний для BMW, Audi, Daimler, Volkswagen и Porsche

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.