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INCA标定工具与功率分析仪解决方案
2020-05-14 17:55:23· 来源：ETAS易特驰 作者：Ji Gang
前言近几年，由于节能环保以及新技术革命的需求，新能源汽车的潮流已经势不可挡，即使是传统车的电气化程度也是呈逐年提供的态势。新能源车中大规模的使用了功率
前言
近几年，由于节能环保以及新技术革命的需求，新能源汽车的潮流已经势不可挡，即使是传统车的电气化程度也是呈逐年提供的态势。新能源车中大规模的使用了功率器件、电池容量瓶颈、安全性、可靠性以及希望更低成本开发汽车功能的要求都对整车中各用电部件的电能转换效率提出了很高的要求。
01
功率分析仪功能
功率分析仪中的功率指的是“电功率 P“ (通过板卡扩展也可以测量机械功率 典型的如新能源车电驱动应用)，“电功率“是反应用电设备耗电能力大小的指标，功率分析仪采集电压、电流后需要对其做复杂的数据分析、处理、 运算，显示出数据、波形、谐波、矢量图、频谱分布图、趋势图等内容，为研发人员设计研发电器产品提供可靠的理论依据。研发人员只有对电器的用电特性做出准确合理的判断后才能设计出更多更好的电器设备，提高产品的品质。
02、高性能功率分析仪对于准确测量的重要性
根据初中物理：
P=U*I
在一个理想的电阻环境下似乎测量功率是一件很容易的工作。
但是实际电路中包含了大量的电容和电感元器件，电流相对于电压有一个超前和滞后(相位差)，所以实际情况为
P=U*I cos θ
(cos θ称位移因数或功率因数。θ是电压基波与电流基波的相位差)
θ的些许变化将导致功率的巨大变化：
当U=220V， I=40A时，
Cos60°=0.500
Cos60.5°=0.492
P1=4400W
P2=4329.6W
Delta=52.8
功率变化百分比=70.4/4400=1.6%
而在以感性器件为主的情况下由于功率因素低，角度的稍许变化更加会引起功率更大的变化。见下图所示。
图1 纯电阻，电容(功率因素高)及电感(功率因素低)
一个高性能的功率分析仪除了平缓而宽广的频率特高采样特性外，通过补偿传感器的相位误差，可高精度的进行高频且低功率因素的评估。(典型在新能源车的无线充电应用)
图2 全频段补偿
公式中的交流信号U、I 一般可能不是标准正弦波，功率分析仪需要以很高的采样率获取瞬时值，然后对该值进行连续积分运算算出真有效值Urms、Irms，这是现今功率分析仪通用有功功率算法。
图3 U和I非标准正弦图
除此之外传感器本身还要补偿模数转换时的角差。普通的霍尔传感器由于精度太低无法达到功率分析仪使用的要求，一般都会采用高精度磁通门的电流传感器。精度可达到0.3%-0.04%。
03、功率分析仪在新能源测试中的应用
关键零部件
电机和控制器 GB/T18488.2-2016
DC-DC模块 GB/T 24347-2009
车载充电器 QC/T 895-2011
无线充电设备 SAE TIR J2954
整车测试
电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法 GB/T18386-2017
04、INCA中实现功率分析仪同步测试标定
为了适应新能源汽车标定测试的新需求ETAS公司目前在行业内主流测量标定软件INCA中增加了支持功率分析仪的插件，可以为汽车工程师在测试标定中将CAN总线或控制器 的数据与功率分析仪的数据进行同步观测处理，帮助工程师更准确的了解在不同工况下车内各个部件的工作情况，用户可以在整车的台架测试中或者新能源汽车的道路试验中使用此应用，可大大的节省工程师的时间。
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