NI 最近宣布了一種新的逆變器測試系統(tǒng)，以改進(jìn)用于驗(yàn)證 EV 牽引逆變器的測試環(huán)境。

對電力電子系統(tǒng)的測試是必不可少的，但它們不可能都在硬件中進(jìn)行。工程師可以使用電路運(yùn)行的虛擬仿真，尤其是缺陷、問題和意外事件的仿真，獲得逆變器的精確運(yùn)行模型。為了幫助他們解決這個(gè)問題，NI 宣布了新的解決方案和合作，以改進(jìn)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)逆變器開發(fā)的測試環(huán)境和工作流程。

電動(dòng)汽車的電源電路由于其復(fù)雜的硬件和軟件而極其復(fù)雜，輕微的、不可預(yù)見的事件可能導(dǎo)致異常——通常是危險(xiǎn)的——操作。為確保安全和性能，設(shè)計(jì)人員在每種操作配置文件下進(jìn)行多種類型的測試，模擬涵蓋范圍廣泛的場景，包括最偏遠(yuǎn)和意外的場景。雖然這種方法通過在產(chǎn)品開發(fā)生命周期的早期集成測試來幫助加速 EV 創(chuàng)新，但在仿真中不斷更改模型可能既麻煩又耗時(shí)，因?yàn)楣こ處煴仨氈匦聞?chuàng)建最真實(shí)的場景和難以在道路上使用的場景EV 推進(jìn)器仿真和硬件在環(huán)測試。

為了幫助完成這項(xiàng)任務(wù)并改善驗(yàn)證 EV 牽引逆變器的測試環(huán)境和工作流程，NI 最近宣布了一個(gè)新的逆變器測試系統(tǒng)，并與 D&V Electronics 就功率逆變器測試達(dá)成了合作協(xié)議。

新視角

由于 NI 和 D&V 之間的合作，現(xiàn)在可以模擬和測試直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。這使工程師能夠在安全、經(jīng)濟(jì)高效且高質(zhì)量的環(huán)境中以全功率測試逆變器(見圖)，從而在不增加成本的情況下加快整個(gè)開發(fā)過程。“仿真模型不是一成不變的，”NI 首席解決方案營銷經(jīng)理 Brandon Brice 說。“他們根據(jù)不斷發(fā)展的EV 性能和測試要求，不斷被工程師修改。這些不斷變化會導(dǎo)致測試過程效率低下，而 NI 和 D&V 解決方案有助于避免這種情況。”

D&V的創(chuàng)新動(dòng)力仿真器與NI的高速測試平臺相結(jié)合，為電動(dòng)汽車和逆變器的測試提供了新的、面向未來的能力。兩家公司都明白，一個(gè)優(yōu)秀的模擬必須考慮所有現(xiàn)有的變量，包括硬件、邏輯信號水平和功率水平，電池的模擬不僅包括在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)條件下的正常運(yùn)行，還包括決定其壽命和可靠性的特征。這些電池測試還包括蓄電池單元的充/放電過程，并允許監(jiān)測系統(tǒng)溫度。因此，可以在操作中進(jìn)行修改和變化，以驗(yàn)證如何處理電池本身的環(huán)境變化，特別是為了安全。

能源和安全

公司的主要目的之一是增加電池容量，這無疑是電動(dòng)汽車行業(yè)的一個(gè)基本因素。然而，另一個(gè)同樣重要的方面，即安全，必須在這個(gè)因素的包圍和平衡。這是一個(gè)極其危險(xiǎn)的區(qū)域，電池組可能會著火，導(dǎo)致所有安全裝置發(fā)生故障。例如，熱泄漏可能發(fā)生在任何時(shí)候，特別是對于鋰離子電池，要撲滅這種火災(zāi)尤其困難。關(guān)于能源和安全的關(guān)鍵決定是電池的速度是多少才能充放電，這樣它就可以有效地為逆變器提供所有的能量。由于各種初步測試，使工程師可以從一開始就模擬整個(gè)系統(tǒng)，并有所有清晰的想法，在進(jìn)行測試時(shí)，成本的降低應(yīng)該旨在減少生產(chǎn)浪費(fèi)和故障電池的減少。

圖形化編程軟件

LabVIEW是一個(gè)功能強(qiáng)大的軟件，它可以幫助您執(zhí)行各種測試，因?yàn)樗试S工程師實(shí)時(shí)運(yùn)行模型和模擬其他組件。例如，有可能運(yùn)行一個(gè)具有特定電池的電機(jī)模型，就好像整個(gè)系統(tǒng)是真實(shí)的，以極高的速度加速和減速。此外，在沒有物理電機(jī)的情況下，它可以模擬和模擬硬件，以及測試電池，就好像它被連接到車輛上一樣。當(dāng)逆變器的模擬成功通過測試后，您將繼續(xù)進(jìn)行所有其他相關(guān)組件的控制。布萊斯說：“最終，該軟件將為電池、電機(jī)、電力電子設(shè)備、充電器等提供不同的型號。”“所有這些模型都可以一起模擬或單獨(dú)模擬，以獲得一個(gè)真實(shí)的最終視圖。這些模型可以完美地導(dǎo)入，也可以被其他軟件獲取，所有這些都具有非常快的測試管理。”

故障模擬法

一個(gè)好的模擬器必須包括所有必要的工具，并且測試軟件必須實(shí)時(shí)運(yùn)行。擁有許多I/O端口、信號調(diào)節(jié)工具和大量數(shù)字總線(CAN和其他設(shè)備)的可能性是非常重要的。然而，一個(gè)不能忽視的選擇是在系統(tǒng)中引入預(yù)期問題的能力。對測試中的故障進(jìn)行編程的能力對于觀察控制器在車輛最關(guān)鍵區(qū)域的反應(yīng)非常重要。為了達(dá)到高安全標(biāo)準(zhǔn)，有必要預(yù)測盡可能多的可能的情況，包括最不可能的情況。如果引擎出了故障，司機(jī)必須仍然能夠開車回家，盡管速度和性能下降，但完全安全。測試還必須實(shí)施這些類型的控制和預(yù)測。硬件和軟件都必須能夠模擬錯(cuò)誤和意外的困難。

結(jié)論

在產(chǎn)品開發(fā)生命周期的早期進(jìn)行廣泛的測試可以加速創(chuàng)新。本研究是基于電動(dòng)汽車中所有功率組件的復(fù)雜仿真模型。人、想法和技術(shù)的合作使人類能夠成功地解決世界上最大的問題，比如通過大規(guī)模采用電動(dòng)汽車來減少碳排放。

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