要点 & 热门话题 | 新闻 & 宣传活动 | 2 分钟阅读时间 | 2023-05-02

保持领先：迎接电动汽车动力总成测试的挑战

在这篇博文中，我们提前展示了测试电动汽车和测量电能质量所面临的技术挑战，以及Gantner Instruments公司的创新解决方案如何帮助克服这些挑战。

应对电动汽车动力总成测试的技术挑战非常复杂。随着技术的进步，测试和测量应用也变得越来越复杂。

电动汽车动力总成测试和电能质量测量的技术挑战

电动汽车动力总成测试挑战

电动汽车动力总成测试的主要挑战在于确保电池、逆变器和电机这三个关键部件的正常功能和相互作用。电动汽车动力总成测试的主要挑战在于确保这三个部件的正常功能和相互作用，同时满足安全、性能和效率要求。为了克服这些挑战，工程师们将实验室测试、模拟和道路测试结合起来，以验证整个动力总成系统的性能。电动汽车动力总成的三个主要部件及其独特的测试挑战包括

电池
电池测试所面临的挑战包括确保在各种操作条件下的容量、效率和性能。这需要模拟不同的温度、充放电循环和充电状态（SOC）水平。此外，电池老化和退化测试对于确保电池的长期可靠性和安全性也至关重要。
逆变器
逆变器测试的挑战包括确保正确的电机控制、评估效率以及验证逆变器处理不同负载条件的能力。测试逆变器的热性能、保护功能和故障处理对于确保动力系统的整体可靠性和安全性也至关重要。
电机
电机测试的挑战包括在各种速度和负载条件下评估其效率、扭矩和功率输出。测试电机的冷却系统、噪音、振动和颠簸（NVH）特性对于确保平稳舒适的驾驶体验至关重要。

电动汽车动力总成测试中的适当测量频率

电动汽车动力总成测试的测量频率取决于测试的具体组件和检查的参数。工程师通常结合使用高速数据采集系统和低频率监测，以平衡对精确、高分辨率数据和可管理数据量的需求。

电能质量测量挑战

电能质量是直接影响电动汽车动力系统性能、效率和可靠性的关键参数。在汽车应用中，工程师在测量和维护电能质量方面面临着诸多挑战。

谐波和间谐波
电动汽车由于其非线性组件（如转换器和逆变器），会在电力系统中引入谐波和间谐波。这些畸变会造成干扰、过热和敏感设备故障，最终影响整体电能质量。准确测量和分析谐波和间谐波含量对于识别潜在问题和优化电能质量至关重要。
电压波动和闪烁
电动汽车充电站、再生制动系统和快速负载变化会导致电网电压波动和闪烁。这些变化会导致电力系统不稳定，造成设备故障或失灵。工程师必须仔细监控和测量电压波动，以保持所需的电能质量标准。
瞬态干扰
高频瞬态干扰，如电压尖峰或电压骤降，可能源于开关操作、故障条件或雷击。这些干扰会严重损坏电子元件，影响动力总成系统的可靠性。识别和减轻瞬态干扰对于保持电能质量和确保汽车系统安全运行至关重要。
不平衡和不对称
由于负载分布不均或系统组件阻抗值不等，电动汽车的电力系统可能会出现不平衡和不对称现象。这些情况会导致损耗增加、效率降低以及设备的潜在损坏。工程师必须测量和分析电力系统中的不平衡和不对称现象，以优化电能质量并确保组件的使用寿命。
无功功率和功率因数
无功功率和功率因数是评估电力系统效率的关键参数。在电动汽车中，无功功率可由电感和电容负载（如电机和变流器）产生。功率因数低会导致能量损耗增加和系统效率降低。准确测量和分析无功功率和功率因数对于优化电力系统性能和减少能源浪费十分必要。

电能质量测量的技术挑战是巨大的，需要先进的测量工具和技术来确保最佳性能和效率。接下来，我们将讨论Gantner Instruments 的 Q.boost 功率分析仪如何应对这些挑战，提供准确的高分辨率数据，以更好地分析和优化汽车应用中的电能质量。

我们对电动汽车动力总成测试技术挑战的解决方案

GPA100 功率分析仪
GPA 系列可无缝集成到电子驱动试验台中，对逆变器和整个动力系统进行广泛测试，其 EtherCAT 接口可增强与现代测试框架的兼容性。 GPA100 可测量和分析电力驱动等三相系统中的电压和电流信号，并评估谐波、谐波间、电压波动、瞬态干扰、不平衡和功率因数等关键电能质量参数。其他功能还包括直流电压、直流电流、扭矩和速度测量仪输入，从而将其用途扩展到高度集成的电子轴测试，并提供质量检查和生产线末端分析选项。这些功能确保动力总成的每个部件都能实现性能和可靠性的优化。

功率分析仪 GPA100 的主要组件

高电压和电流测量：GPA100 功率分析仪具有多达四个高压输入通道和四个电流传感器输入通道（例如达尼森的 LEM IT、IN 和 LF 系列），以及一个内置双极电源系统，可简化电动汽车动力总成测试和电能质量测量流程。
先进的信号处理：每通道 4 MHz 的高采样率和高达 1.7 MHz 的带宽可精确捕捉和分析动力总成内的快速瞬态信号。
集成数据处理：GPA100 具有一个内置旋转变压器，用于分析高度集成的电子轴，还具有质量和生产线末端检查选件，从而增强了分析仪在生产环境中的实用性。
简化测试过程：电流传感器内置双极供电系统，无需额外的供电系统和布线，简化了测试和测量过程。
灵活的集成和数据传输：EtherCAT 接口与 CAN 总线系统兼容，确保 GPA100 能够顺利集成到现有的测试装置中，并促进高效的数据共享。
全面的电能质量分析：评估谐波、电压波动和瞬态干扰等电能质量参数的功能有助于保持电动汽车动力系统的完整性和可靠性。

甘特纳功率分析仪 (GPA) 系列的独特功能

卓越的噪音性能
GPA100 的先进设计实现了明显低于 -140dB 的本底噪声，可准确检测确定电力系统效率所需的微小干扰和谐波。极低的本底噪声确保了数据完整性，这对于需要高保真信号分析的应用至关重要。

总谐波失真 (THD)
GPA100 的总谐波失真（THD）小于百万分之 3（ppm），明显优于同类其他设备。这些精确的模拟输入对于了解电能质量及其对系统性能和耐用性影响的应用至关重要。

强大的功率分析能力
GPA100 支持多种测量，包括功率、功率因数、总谐波失真和效率，所有测量均通过 EtherCAT 实时传输。该设备还配备了强大的数据记录器和高速信号捕获功能，每通道最高可达 4 MHz，可为工程师提供瞬态和稳态条件的详细分析。

外形和集成
GPA100 功率分析仪采用 19 英寸机架（4U）外壳，可与GI.bench软件无缝连接。系统提供两个频率测量输入端，便于连接带频率输出的扭矩传感器和两个用于速度传感器（转速计）的计数器输入端。通过 EtherCAT 和我们的开放式 API，可以随时访问原始电压和电流值。

GPA100 是一种先进的解决方案，可应对汽车行业电动汽车动力总成测试和电能质量测量方面的挑战。它为工程师提供了准确的高分辨率数据，以便更好地进行分析、系统优化和电能质量管理。 GPA100 具有令人印象深刻的功能和性能，是从事电动汽车动力总成测试和电能质量测量的工程师的必备工具。

Q.X 系列用于汽车测试的高压隔离测量模块

Gantner Instruments最畅销的数据采集产品系列 Q.series X 包括高压隔离测量模块，具有精确稳定的信号调节和安全的电气隔离，峰值可达 5000 VDC，连续可达 1500 VDC。这些模块支持电压、电流、RTD、热电偶、IEPE 和应变计传感器的各种测量输入，数据采样频率高达 100 kHz。用于汽车测试的 Q.series X 的部分优势包括

灵活的复合信号采集
Q.series X 是一种混合信号多通道数据采集解决方案，提供多种 I/O 模块。您可以测量电压、电流、温度、扭矩、应变、振动、计数器等。凭借传感器的最大灵活性，DAQ 系统可以轻松满足电动汽车动力总成测试的苛刻要求。
1500V 高隔离
Q.series X高隔离测量模块适用于采样频率高达 100 kHz 的电压、电流、RTD、热电偶、IEPE 和应变计传感器。所有高隔离模块均具有最低 1500 VDC 的通道对通道、通道对供电和通道对总线隔离。
高精度热电偶测量
温度是提高电池和整个电动动力系统效率的关键测量指标。巧妙的输入电路和高压电隔离确保了在任何测试环境下都能达到最高精度。
完全可配置型数据记录仪
发动机测试生成大量不同采样率的数据。复合信号、多频率数据记录可确保只保存您需要的数据，避免不必要的数据存储。
轻松集成
易于使用的 API、现代发布-订阅协议以及 CAN、EtherCAT 和 PROFINET 等各种现场总线接口，使 Q.series X 能够简单轻松地集成到任何监控和数据采集系统中。用于 LabVIEW、MATLAB 和 Python 等语言的插件和驱动程序可实现高级数据分析和报告。

静态电流和工作电流之间的在线动态切换

测量电池的待机电流对于确保其安全高效运行至关重要。通过识别自放电或寄生负载等问题，可以优化电池的容量和使用寿命。为了精确测量待机电流，需要电池管理系统（BMS）在静态电流和工作电流之间进行动态切换，而无需中断对被测设备的供电。这种在线动态切换功能可确保精确、连续地测量待机电流，为了解电池的性能和健康状况提供宝贵的信息。

通过使用Gantner Instruments 的 DAQ 解决方案，工程师可以深入了解电池的待机电流，并找出可能影响电池整体性能、安全性和使用寿命的潜在问题。这些洞察力对于汽车和电动汽车行业做出明智决策和优化电池系统非常宝贵。

GI.bench和 GI.connectivity：简化配置和连接

GI.bench是一款功能强大的软件工具，用于配置和管理Gantner Instruments公司的 Q.X 系列数据采集系统。 GI.connectivity 可实现 Q.series X 与第三方软件和总线系统的无缝集成，确保测试环境中的流畅操作和数据流。使用GI.bench和 GI.connectivity 的优势包括

友好的用户界面
GI.bench提供直观的界面，可轻松配置和管理 Q.series X 系统。
全面的数据管理
GI.bench允许用户对获取的数据进行可视化、分析和存储，以便进一步处理和报告。
开放式应用程序接口
GI.connectivity 提供开放式 API，可与第三方软件和 CAN、EtherCAT 和 PROFINET 等各种现场总线接口轻松集成。

电动汽车动力总成测试和电能质量测量面临巨大的技术挑战，但Gantner Instruments 的创新解决方案（如 Q.boost 功率分析仪和 Q.series X）为工程师提供了克服这些挑战所需的工具。凭借高分辨率数据、精确测量、简化的测试流程和简便的集成，Gantner Instruments 的产品和服务为电动汽车测试和汽车测试行业的技术工程专业人员提供了显著优势。

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了解 Q.boost 功率分析仪和 Q.series X 产品亮点

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