Défis techniques dans les tests de groupes motopropulseurs de véhicules électriques et la mesure de la qualité de l’alimentation
Défis des tests de groupes motopropulseurs EV
- Batterie
Les défis des tests de batterie impliquent de garantir la capacité, l’efficacité et les performances dans diverses conditions de fonctionnement. Cela nécessite de simuler différentes températures, cycles de charge-décharge et niveaux d’état de charge (SOC). De plus, les tests de vieillissement et de dégradation de la batterie sont cruciaux pour garantir la fiabilité et la sécurité à long terme de la batterie. - Onduleur
Les défis des tests d’onduleur incluent la garantie d’un contrôle moteur correct, l’évaluation de l’efficacité et la vérification de la capacité de l’onduleur à gérer différentes conditions de charge. Le test des performances thermiques, des fonctions de protection et de la gestion des pannes de l’onduleur est également essentiel pour garantir la fiabilité et la sécurité globales du groupe motopropulseur. - Moteur
Les défis des tests de moteur incluent l’évaluation de son efficacité, de son couple et de sa puissance de sortie sur une large gamme de vitesses et de conditions de charge. Le test du système de refroidissement du moteur, des caractéristiques de bruit, de vibration et de dureté (NVH) est crucial pour assurer une expérience de conduite douce et confortable.
Fréquence de mesure appropriée dans les tests de groupe motopropulseur EV
La fréquence de mesure pour les tests du groupe motopropulseur EV dépend du composant spécifique testé et des paramètres examinés. Les ingénieurs utilisent souvent une combinaison de systèmes d’acquisition de données à grande vitesse et de surveillance à basse fréquence pour équilibrer le besoin de données précises et à haute résolution avec des volumes de données gérables.
Défis de mesure de la qualité de l’énergie
- Harmoniques et interharmoniques
Les véhicules électriques introduisent des harmoniques et des interharmoniques dans le système électrique en raison de leurs composants non linéaires, tels que les convertisseurs et les onduleurs. Ces distorsions peuvent provoquer des interférences, une surchauffe et des dysfonctionnements dans les équipements sensibles, affectant finalement la qualité globale de l’alimentation. La mesure et l’analyse précises du contenu harmonique et interharmonique sont cruciales pour identifier les problèmes potentiels et optimiser la qualité de l’énergie. - Fluctuations de tension et scintillement
Les bornes de recharge pour véhicules électriques, les systèmes de freinage régénératif et les changements de charge rapides peuvent provoquer des fluctuations de tension et des scintillements dans le réseau électrique. Ces variations peuvent entraîner une instabilité du système électrique, entraînant un dysfonctionnement ou une panne de l’équipement. Les ingénieurs doivent surveiller et mesurer attentivement les fluctuations de tension pour maintenir les normes de qualité de l’alimentation requises. - Perturbations transitoires
Les perturbations transitoires à haute fréquence, telles que les pointes ou les creux de tension, peuvent résulter d’opérations de commutation, de conditions de défaut ou de coups de foudre. Ces perturbations peuvent causer de graves dommages aux composants électroniques et affecter la fiabilité du système de transmission. L’identification et l’atténuation des perturbations transitoires sont essentielles pour maintenir la qualité de l’alimentation et assurer le fonctionnement sûr des systèmes automobiles. - Déséquilibre et asymétrie
Les systèmes d’alimentation des véhicules électriques peuvent subir un déséquilibre et une asymétrie en raison d’une répartition inégale de la charge ou de valeurs d’impédance inégales dans les composants du système. Ces conditions peuvent entraîner des pertes accrues, une efficacité réduite et des dommages potentiels à l’équipement. Les ingénieurs doivent mesurer et analyser le déséquilibre et l’asymétrie des systèmes électriques pour optimiser la qualité de l’alimentation et assurer la longévité des composants. - Puissance réactive et facteur de puissance
La puissance réactive et le facteur de puissance sont des paramètres cruciaux pour évaluer l’efficacité des systèmes électriques. Dans les véhicules électriques, la puissance réactive peut être générée par des charges inductives et capacitives, telles que des moteurs et des convertisseurs. Un faible facteur de puissance peut entraîner une augmentation des pertes d’énergie et une réduction de l’efficacité du système. Une mesure et une analyse précises de la puissance réactive et du facteur de puissance sont nécessaires pour optimiser les performances du système électrique et minimiser le gaspillage d’énergie.
Les défis techniques de la mesure de la qualité de l’énergie sont importants et nécessitent des outils et des techniques de mesure avancés pour garantir des performances et une efficacité optimales. Ensuite, nous verrons comment l’analyseur de puissance Q.boost de Gantner Instruments peut relever ces défis, en fournissant des données précises et à haute résolution pour mieux analyser et optimiser la qualité de l’alimentation dans les applications automobiles.
Notre solution aux défis techniques posés par les essais de groupes motopropulseurs de véhicules électriques
Analyseur de puissance GPA100
La série GPA s’intègre parfaitement dans les bancs d’essai e-drive pour des tests approfondis des onduleurs et des groupes motopropulseurs complets, grâce à son interface EtherCAT qui améliore la compatibilité avec les cadres de test modernes. Le GPA100 mesure et analyse les signaux de tension et de courant dans les systèmes triphasés, tels que les entraînements électriques, et évalue les paramètres critiques de qualité de l’énergie, notamment les harmoniques, les interharmoniques, les fluctuations de tension, les perturbations transitoires, le déséquilibre et le facteur de puissance. Les fonctionnalités supplémentaires comprennent des entrées pour des compteurs de tension et de courant continus, de couple et de vitesse, ce qui étend son utilité aux essais d’essieux électroniques hautement intégrés, avec des options pour les contrôles de qualité et les analyses en fin de ligne. Ces capacités garantissent que chaque composant du groupe motopropulseur est optimisé en termes de performances et de fiabilité.
Principaux composants de l’analyseur de puissance GPA100
- Mesure de haute tension et de courant: Avec jusqu’à quatre canaux d’entrée haute tension et quatre entrées pour les capteurs de courant (par exemple, les séries LEM IT, IN, LF de Danisens), et un système d’alimentation bipolaire intégré, l’analyseur de puissance GPA100 rationalise vos processus de test du groupe motopropulseur des véhicules électriques et de mesure de la qualité de l’énergie.
- Traitement avancé des signaux: Un taux d’échantillonnage élevé de 4 MHz par canal et une largeur de bande allant jusqu’à 1,7 MHz permettent de capturer et d’analyser avec précision les signaux transitoires rapides au sein du groupe motopropulseur.
- Traitement intégré des données: Le GPA100 est doté d’un résolveur intégré pour l’analyse d’essieux électroniques hautement intégrés et d’options pour les contrôles de qualité et de fin de ligne, ce qui renforce l’utilité de l’analyseur dans les environnements de production.
- Processus de test simplifié: Le système d’alimentation bipolaire intégré pour les capteurs de courant élimine le besoin de systèmes d’alimentation et de câblage supplémentaires, ce qui simplifie le processus de test et de mesure.
- Intégration et transmission de données flexibles: L’interface EtherCAT, associée à la compatibilité avec les systèmes de bus CAN, permet au GPA100 de s’intégrer facilement dans les installations de test existantes et de faciliter le partage efficace des données.
- Analyse complète de la qualité de l’énergie: Les capacités d’évaluation des paramètres de qualité de l’énergie tels que les harmoniques, les fluctuations de tension et les perturbations transitoires contribuent à préserver l’intégrité et la fiabilité du groupe motopropulseur du véhicule électrique.
Caractéristiques uniques de la série d’analyseurs de puissance Gantner (GPA)
Performances sonores supérieures
La conception avancée du GPA100 permet d’obtenir un plancher de bruit nettement inférieur à -140 dB, ce qui permet de détecter avec précision les perturbations subtiles et les harmoniques nécessaires pour déterminer l’efficacité des systèmes d’alimentation. Ce plancher de bruit exceptionnellement bas garantit l’intégrité des données, ce qui est essentiel pour les applications nécessitant une analyse des signaux de haute fidélité.
Distorsion harmonique totale (THD)
Avec un THD inférieur à 3 parties par million (ppm), le GPA100 surpasse largement les autres appareils de sa catégorie. Ces entrées analogiques précises sont essentielles pour les applications où il est crucial de comprendre la qualité de l’alimentation et son impact sur les performances et la durabilité du système.
Capacités d’analyse de puissance robustes
Le GPA100 prend en charge une large gamme de mesures, y compris la puissance, le facteur de puissance, le THD et l’efficacité, toutes délivrées en temps réel via EtherCAT. L’appareil est également équipé d’un enregistreur de données robuste et de capacités de capture de signaux à grande vitesse jusqu’à 4 MHz par canal, offrant aux ingénieurs un aperçu détaillé des conditions transitoires et stables.
Facteur de forme et intégration
L’analyseur de puissance GPA100 est disponible dans un boîtier rack 19″ (4U) et fonctionne de manière transparente avec le logiciel GI.bench. Le système dispose de deux entrées pour la mesure de la fréquence, ce qui permet de connecter facilement des capteurs de couple avec des sorties de fréquence et deux entrées de compteur pour les capteurs de vitesse (tachymètres). Les valeurs brutes de tension et de courant sont toujours accessibles via EtherCAT et notre API ouverte.
Le GPA100 est une solution avancée qui répond aux défis des tests du groupe motopropulseur des véhicules électriques et de la mesure de la qualité de l’énergie dans l’industrie automobile. Il fournit aux ingénieurs des données précises et à haute résolution pour une meilleure analyse, l’optimisation du système et la gestion de la qualité de l’énergie. Avec ses caractéristiques et ses performances impressionnantes, le GPA100 est un outil essentiel pour les ingénieurs qui travaillent sur les tests de groupes motopropulseurs de véhicules électriques et sur la mesure de la qualité de l’énergie.
Q.series X : Modules de mesure d’isolement haute tension pour les tests automobiles
La gamme de produits d’acquisition de données la plus vendue de Gantner Instruments, Q.series X, comprend des modules de mesure d’isolement haute tension avec un conditionnement de signal précis et stable et une isolation électrique sûre jusqu’à 5 000 Vcc en crête et 1 500 Vcc en continu. Les modules prennent en charge diverses entrées de mesure pour les capteurs de tension, de courant, de RTD, de thermocouple, d’IEPE et de jauge de contrainte avec un échantillonnage de données jusqu’à 100 kHz. Certains des avantages du Q.series X pour les essais automobiles incluent :
- Acquisition de signaux mixtes flexibles
La Q.series X est une solution d’acquisition de données multicanaux à signaux mixtes offrant une gamme polyvalente de modules d’E/S. Vous pouvez mesurer la tension, le courant, la température, le couple, la déformation, les vibrations, les compteurs, etc. Grâce à cette flexibilité maximale des capteurs, le système d’acquisition de données peut être facilement adapté aux exigences des tests du groupe motopropulseur des véhicules électriques. - Isolation galvanique haute tension 1500V
Les modules d’isolation haute tension de la série Q.X conviennent aux capteurs de tension, de courant, de RTD, de thermocouple, d’IEPE et de jauge de contrainte échantillonnant jusqu’à 100 kHz. Tous les modules d’isolation haute tension comprennent un minimum de 1500 VDC d’isolation galvanique canal à canal, canal à alimentation et canal à bus. - Mesure de thermocouple de haute précision
La température est une mesure clé pour améliorer l’efficacité des batteries et de l’ensemble du groupe motopropulseur électrique. Des circuits d’entrée astucieux et une isolation galvanique haute tension garantissent la plus grande précision dans n’importe quel environnement de test. - Enregistreurs de données entièrement configurables
Les essais de moteurs génèrent un grand nombre de données avec des taux d’échantillonnage variables. L’enregistrement des données à signaux mixtes et multifréquences garantit que seules les données dont vous avez besoin sont sauvegardées, évitant ainsi tout stockage inutile de données. - Intégration facile
Des API faciles à utiliser, des protocoles modernes de publication-abonnement et diverses interfaces de bus de terrain, comme CAN, EtherCAT et PROFINET, rendent simple et facile l’intégration de la Q.series X dans n’importe quel système de contrôle de supervision et d’acquisition de données. Des plugins et des pilotes pour LabVIEW, MATLAB et Python, entre autres, permettent une analyse avancée des données et la création de rapports.
Commutation dynamique en ligne entre le courant de repos et le courant de fonctionnement
La mesure du courant de veille d’une batterie est cruciale pour assurer son fonctionnement sûr et efficace. La capacité et la durée de vie de la batterie peuvent être optimisées en identifiant les problèmes tels que l’autodécharge ou les charges parasites. Pour mesurer avec précision le courant de veille, un système de gestion de batterie (BMS) est nécessaire pour basculer dynamiquement entre le courant de repos et de fonctionnement sans interrompre l’alimentation électrique de l’appareil testé. Cette capacité de commutation dynamique en ligne assure une mesure précise et continue du courant de veille, fournissant des informations précieuses sur les performances et la santé de la batterie.
En utilisant les solutions DAQ de Gantner Instruments, les ingénieurs peuvent obtenir des informations sur le courant de veille de la batterie et identifier les problèmes potentiels qui pourraient affecter les performances globales, la sécurité et la durée de vie de la batterie. Ces informations sont inestimables pour prendre des décisions éclairées et optimiser les systèmes de batterie dans les secteurs de l’automobile et des véhicules électriques.
GI.bench et GI.connectivity : configuration et connectivité rationalisées
GI.bench est un outil logiciel puissant pour configurer et gérer les systèmes d’acquisition de données Q.series X de Gantner Instruments. GI.connectivity permet une intégration transparente de Q.series X avec des logiciels tiers et des systèmes de bus, garantissant un fonctionnement et un flux de données fluides dans votre environnement de test. Certains avantages de l’utilisation de GI.bench et GI.connectivity incluent :
- Interface conviviale
GI.bench offre une interface intuitive, facilitant la configuration et la gestion des systèmes Q.series X. - Gestion complète des données
GI.bench permet aux utilisateurs de visualiser, d’analyser et de stocker les données acquises pour un traitement ultérieur et des rapports. - ouverture grâce aux API
GI.connectivity fournit une API ouverte, permettant une intégration facile avec des logiciels tiers et diverses interfaces de bus de terrain telles que CAN, EtherCAT et PROFINET.
Les défis techniques liés aux tests de groupes motopropulseurs de véhicules électriques et à la mesure de la qualité de l’alimentation sont importants, mais les solutions innovantes de Gantner Instruments, telles que Q.boost Power Analyzer et Q.series X, offrent aux ingénieurs les outils dont ils ont besoin pour surmonter ces défis. Avec des données haute résolution, des mesures précises, des processus de test rationalisés et une intégration facile, les produits et services de Gantner Instruments offrent des avantages significatifs aux professionnels de l’ingénierie technique dans les secteurs des tests de véhicules électriques et des tests automobiles.
Découvrez-en plus sur l’analyseur de puissance Q.boost et le Q.series X de Gantner Instruments en cliquant sur le bouton ci-dessous.
Nous nous réjouissons de vous voir lors du prochain événement :
- The Battery Show 2023 en Amérique du Nord, Novi, MI, du 12 au 14 septembre
Ou contactez-nous à info@gantner-instruments.com.
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