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美国DV电机控制器POWER HIL功率级硬件在环测试系统
2019-12-19 18:45:59· 作者：富瑞博新能源
通过使用先进的功率仿真，可实现高保真直流电源系统和电机控制器测试。D＆V将先进技术与创新设计相结合，生产出优质的EV/HEV电机控制器和直流电源系统测试解决方案。两种产品，单独或组合工作，为车辆电气化开发和生产测试奠定了基础。从单个组件到组件兼容性的整车系统集成测试，产品可以与您的专有测试自动化和数据采集系统连接，或D＆V可以提供交钥匙解决方案。D＆V有源负载模拟器（电机模拟器）模拟四个象限中的全功率永磁体或感应电动机/发电机的所有特性，在用户控制的速度，扭矩和温度条件下模拟电动传动系。该电子模拟测试台具
D&V电子，我们由Voiko Loukanov博士于1997年创立，不断创新和发展科学测试技术。我们强大的电气知识，以及我们对测量技术和数据分析的全面知识，导致了测试系统的发展，提供了最先进的准确性和可靠性。高速数据采集和科学准确是我们产品的特点。这些方面以及我们整合的其他功能使我们的客户能够：在生产和再制造环境中快速准确地测试部件，从而提高部件吞吐量，同时降低返工成本和保修索赔，在各种环境和操作条件下进行开发工作，从而获得性能更好的产品，以实验室般的精度证明技术，从而使我们的客户能够更早地将新兴技术推向市场。展望未来，我们看到了将我们的知识、专业技能和产品贡献给不断探索以满足更高燃油效率要求的机会。为了达到这些效率水平，各种车辆系统的电气化变得越来越重要。D&V的回应是开发测试技术，现在包括电池和电池组、EV/HEV逆变器、集成起动器/发电机和动力转向电机等。
美国DV电机控制器功率级硬件在环测试系统(POWER HIL)测试方案核心为智能负载模拟器，俗称电机模拟器，其主要包括电机模拟单元和高压电源。电机模拟器通过模拟真实电机的反电动势和阻抗来模拟真实电机机械和电气特性以及四象限运行，接受控制器三相输出，反馈给被测控制器反电动势以及转子位置传感器信号和温度传感器信号。
美国DV电机控制器功率级硬件在环测试系统(POWER HIL)测试方案核心为智能负载模拟器，俗称电机模拟器，其主要包括电机模拟单元和高压电源。电机模拟器通过模拟真实电机的反电动势和阻抗来模拟真实电机机械和电气特性以及四象限运行，接受控制器三相输出，反馈给被测控制器反电动势以及转子位置传感器信号和温度传感器信号。
整车系统集成和组件兼容性测试应用
+ 系统级的电气干扰发生器，能够以全功率扫描到包含仿真组件纹波的频率
+ 可通过保存的配置文件或计算机模拟更换任何电气元件和准确模拟其负载
+ 系统级的电气干扰发生器，能够以全功率扫描到包含仿真组件纹波的频率
+ 可通过保存的配置文件或计算机模拟更换任何电气元件和准确模拟其负载
在直流电源系统中产生可控噪声和纹波
由于负载电流器件，总线阻抗或由于电源本身，直流电源系统在总线电压上具有噪声和纹波。如果能够测试这种噪声和纹波将会对系统操作带来很大益处，为此，需要一种产生可重复噪声和纹波的可控方法。D＆V直流模拟器就是为此而设计的。它可配置为双向负载，可将直流电源系统加载至500V，直流至20kHz电流分量，每个模块高达+/- 500A（串联至1000V，并联至+/- 6500A）。输出电流波形可以通过光纤从存储的表格输入，通过实时仿真生成，或者从模拟波形发生器馈送，所有这些都具有2μS或更低的分辨率。或者，为了测试放置在直流电源系统上的一个装置而不是整个直流电源系统，可以将直流模拟器配置为直流电压电源，具有与上述相同的功能，可用于提供负载电流或充电系统电容。 可以产生高达10V/uS的电压转换速率
D＆V 模拟器可提供整车电气化测试，可独立工作或集成其他部件组合工作， 为电气化部件开发和生产测试提供基础。
电机和直流模拟器
车辆电气测试的高级动力模拟器
高性能，经济性，操作方便，易标准化
+ 电机模拟器 – 极大降低了对基础设施的要求
+ 直流模拟器 – 高达20KHz带宽的激励或模拟
+ 完全模块化，高精度可扩展平台，
全面满足您的测试需求
车辆电气测试的高级动力模拟器
高性能，经济性，操作方便，易标准化
+ 电机模拟器 – 极大降低了对基础设施的要求
+ 直流模拟器 – 高达20KHz带宽的激励或模拟
+ 完全模块化，高精度可扩展平台，
全面满足您的测试需求
通过使用先进的功率仿真，可实现高保真直流电源系统和电机控制器测试。D＆V将先进技术与创新设计相结合，生产出优质的EV/HEV电机控制器和直流电源系统测试解决方案。两种产品，单独或组合工作，为车辆电气化开发和生产测试奠定了基础。从单个组件到组件兼容性的整车系统集成测试，产品可以与您的专有测试自动化和数据采集系统连接，或D＆V可以提供交钥匙解决方案。
D＆V有源负载模拟器（电机模拟器）模拟四个象限中的全功率永磁体或感应电动机/发电机的所有特性，在用户控制的速度，扭矩和温度条件下模拟电动传动系。该电子模拟测试台具有适合实验室安装的设施要求，在测试能力和灵活性方面具有显着优势，且采购和运营成本低。
我们的直流模拟器提供高达20KHz的带宽，激励或模拟直流电源系统或组件。它能够以全功率扫描到包含仿真组件纹波的频率，并提供系统谐振和特征的完整特性。该直流电源功率范围从30KW到2.6MW均可实现，模拟动态，复杂的双向负载，具有一流的频率响应，高速稳定的数据传输，具有<1uS延迟，双向全功率转换速率<100uS以及可重复的噪声/纹波生成。非常适合测试车辆能源系统和组件（包括电池），以及对于HIL，具有实时仿真功能，可模拟大型开关和再生负载，以研究其对整个电力系统的影响。
电机和电控是新能源汽车动力系统的核心，随着技术的发展，利用硬件在环测试（Hanrdware in the Loop, HiL）技术可以方便地完成电机控制策略的开发和验证，但是这种信号级HiL只针对电机控制器的控制板，不能对驱动板和功率电路进行测试。针对电机控制器功率部分，传统的测试方法为搭建电机测试台架，但这种方法对客户来说存在灵活性差、成本昂贵、有机械风险、无法进行极限工况和故障测试等问题。富瑞博提供的该方案可用于驱动逆变器的部件级测试和整车电驱动系统级测试，相较于传统电机测功台架，可以使客户更加方便、灵活、安全、高效地实现对电机控制器的功能性能测试、极限工况和故障测试、耐久和环境测试等。
控制器测试应用
本地电能再循环可显著降低基础设施要求
+ 电源：100A/480V支持250KW系统即可，不需要配置外部隔离变压器
+ 机械：带有脚轮的单柜设计，方便移动，小尺寸适合多个单元在环境仓周围
配置 1
D＆V独立系统模拟两个电机以及高压和低压电池，可在单个19英寸机架中对电气动力传动系进行高保真测试。
电池模拟器:
• ALE包括高压直流电源，可用作电池模拟器
• 可操控
• 500VDC或者960VDC模块
• 每个通道持续电流300ADC，并联可达600ADC
• 每个通道可持续20s的峰值电流430A，并联可达860A
电机模拟器（真实负载模拟）
+ 可模拟永磁电机或者感应电机
+ 单通道或者双通道（双通道并联电流增加一倍）
+ 每通道最高150KW；组合可达250KW
+ 每个通道持续电流350A AC，RMS
+ 每个通道30s内的峰值电流可达550A AC，RMS
配置 2
使用直流模拟器替换内部高压直流电源可提供更高的电池模拟器保真度，同时可灵活移除直流模拟器并将其作为独立系统运行。 这种配置继续利用本地电源再循环，同时将您的测试功能扩展到电池，电池充电器和整车系统。
电池模拟器:
• 可控20KHz带宽
• 100kW; 0 to 500 VDC; ±500A
• 模块化-可移除并作为单独的电源使用
(应用备注见下一页)
• HIL通过实时仿真或测试自动化系统的光纤流操作
配置 3
如图所示，将电机模拟器和直流模拟器相结合，可以通过设施交流干线进行电力再循环，以满足那些需要它的特定测试条件。虽然对设施的要求显著提高，但直流模拟器的模块化使您能够获得本地再循环及其自身的优势，同时保持如图所示配置的灵活性或将DC模拟器作为独立电池或电池充电器测试仪运行。
电池模拟器及高频负载应用:
宽带宽，可达20KHz，激励或模拟直流电源系统
• 非常适合测试电池和电池充电器
• 一流的频率响应，双向全功率转换速率低于100μS
• 噪声和纹波发生可控
直流模拟器
+ 100kW/0 to 500V/±500A
+ 主/副串联可到1000V，或并联达1.3MW，或串并联达2.6MW
+ 电流瞬变（+500到-500任意方向）小于100μS
+ 从实时仿真或存储的配置文件中通过光纤流进行硬件在环测试
电池模拟器用于充电器的测试:
• 宽带控制阻抗
• 精确模拟电池的真实无功和非线性高频负载:
• 产生高达20kHz的受控纹波，以模拟交流分量，甚至包括控制器开关频率
• 恒功率，恒电流，恒电阻，恒压
• 功率转换速率从-100%到+100%额定功率小于100μS
高频负载:
• 产生高达20kHz的受控纹波，以模拟交流分量，甚至包括控制器开关频率
• 恒功率，恒电流，恒电阻，恒压
• 功率转换速率从-100%到+100%额定功率小于100μS
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