導(dǎo)讀:電動(dòng)汽車的急速發(fā)展為汽車產(chǎn)業(yè)帶來了巨大變革,與之相對(duì)應(yīng)的電力供應(yīng)課題給了電
子測試行業(yè)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
關(guān)鍵字:電動(dòng)汽車 車載充電機(jī) 測試系統(tǒng)
引言
隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展和世界資源、環(huán)境難題的突出,電動(dòng)汽車以其環(huán)保、節(jié)能、高效的
優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為汽車工業(yè)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)主題。當(dāng)然電動(dòng)汽車在發(fā)展的同時(shí),對(duì)應(yīng)的電力供給
系統(tǒng)的研究和生產(chǎn)也是必不可少的,車載充電機(jī)技術(shù)的成熟和發(fā)展,對(duì)于電 動(dòng)汽車的普及起
到了至關(guān)重要的作用,目前,電動(dòng)汽車由于高成本,應(yīng)用難度大等原因其市場價(jià)值并未完全
發(fā)揮,因此能對(duì)汽車充電機(jī)提供完整可靠方案的供應(yīng)商并不多,艾德克斯作為在新能源領(lǐng)域
領(lǐng)先的測試測量方案供應(yīng)商,提供的測試方案不僅能夠完全滿足不同型號(hào)的車載充電機(jī)測試
的需求,還配備了軟件來控制充電機(jī)和測試方案,具有其他廠商的測試方案所不具備的重要
功能。
一、車載充電機(jī)工作原理
動(dòng)力汽車最核心的動(dòng)力來源是動(dòng)力電池,目前應(yīng)用最多的是鋰離子電池,它是一個(gè)由
多個(gè)單體電池封裝成的電池組組成。因此車載充電機(jī)既要考慮鋰電池充電的實(shí)際需求,又要
考慮車載電瓶的惡劣環(huán)境;所以車載充電機(jī)的方案必須滿足耐高壓,高可靠,高效率(見圖
一)。
充電機(jī)主要的應(yīng)用是給電動(dòng)汽車上的動(dòng)力電池充電,按是否安裝在車上,充電機(jī)可分 為車載式(隨車型)和固定式。固定式充電機(jī)一般為固定在充電站內(nèi)的大型充電機(jī),主要以 大功率和快速充電為主。而車載充電機(jī)安裝在車輛內(nèi)部,其優(yōu)勢就是可以在車庫,路邊或者 住宅等任何有交流電源供電的地方隨時(shí)充電,功率相對(duì)較小。 車載充電機(jī)系統(tǒng)主要采用電壓、電流反饋的方法來達(dá)到恒流、恒壓充電的目的,同時(shí) 要對(duì)充電過程的各種參數(shù)進(jìn)行控制和監(jiān)測。充電機(jī)的電路由主充電路和輔助電路組成。主充 電路采用的是全橋逆變電路,另一方面為了對(duì)電壓、電流、溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測,同時(shí)報(bào)告電 池的漏電、熱管理、報(bào)警、剩余容量等一系列狀態(tài),車載動(dòng)力電池需要有電池管理系統(tǒng)進(jìn)行 輔助管控。 如何對(duì)充電電機(jī)和動(dòng)力電池一系列的屬性、工作狀況和參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控成為每一個(gè)動(dòng)力 汽車廠商必須面對(duì)的難題,而艾德克斯的車載充電機(jī)測試方案可以完美解決這些困擾。 二、國內(nèi)外充電機(jī)方案和標(biāo)準(zhǔn) 目前,IEC 和 ISO 都在加速制定充電基礎(chǔ)設(shè)施方面的國際標(biāo)準(zhǔn),但是由于各國的電力基 礎(chǔ)不一樣,所以各國所應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)也有不同。目前,充電接口的國際標(biāo)準(zhǔn)由 IEC 62196-1, IEC62196-2 和 IEC 62196-3 三部分組成(見圖二),后面由美國、德國、意大利三個(gè)國家整合 定義為:type1、type2、type3 方案。其中 type1 支持國家主要是美國和日本,type2 支持的 國家為德國,type3 主要支持的國家為意大利和法國,中國的總體交流接口與 type2 較為接 近,采用七芯結(jié)構(gòu),可單相充電和三相充電。鎖止方案上,中國的標(biāo)準(zhǔn)和美國方案比較一致, 都首選機(jī)械鎖配合電子鎖,對(duì)此我國于 2006 年制定完成了一項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 20234,該標(biāo)準(zhǔn) 等效采用了 IEC 62196-1。
在車載充電機(jī)和充電樁的市場方面,美國的 chargepoint,日本的豐田、三菱、本田、 日產(chǎn),英國的 chargemaster,德國的寶馬,中國的國家電網(wǎng)都在各自國家市場推行了一系列 的動(dòng)力汽車供電方案。而在汽車端,國內(nèi)外各大汽車廠商也將目光紛紛投向了動(dòng)力汽車這一 新興產(chǎn)業(yè)。 三、艾德克斯車載充電機(jī)測試方案介紹 艾德克斯作為在新能源領(lǐng)域的領(lǐng)先測試測量方案供應(yīng)商,艾德克斯測試方案符合 GBT18487.1 電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)三部分的要求:GBT20234.1、GBT20234.2、GBT20234.3, 對(duì)充電機(jī)電氣性能及耐久性能的測試符合 QC/T895-2011 標(biāo)準(zhǔn),具有諸多獨(dú)特且重要的功能, 如:充電機(jī)電氣性能及耐久性能的測試,模擬車載控制系統(tǒng),控制和監(jiān)控充電機(jī)的故障狀態(tài) 和運(yùn)行參數(shù),方便用戶對(duì)產(chǎn)品對(duì)各種運(yùn)行環(huán)境的模擬,艾德克斯的充電機(jī)測試方案兼容多種充電機(jī)的充電協(xié)議,適用于多款充電機(jī)測試。 艾德克斯車載充電機(jī)涵蓋了 20 多項(xiàng)測試,從輸入項(xiàng)的特性測試、靜態(tài)測試、電源效應(yīng) 測試,輸出項(xiàng)的負(fù)載效應(yīng)測試、輸出電壓范圍測試、混合效應(yīng)測試再到各項(xiàng)保護(hù)項(xiàng)、時(shí)序和 特殊項(xiàng)測試應(yīng)有盡有,并全部整合到系統(tǒng)中,客戶可以任意的選擇需要的項(xiàng)目進(jìn)行測試(見 圖三)。
正如上文所提到的,整車控制器、電機(jī)控制器和電池管理系統(tǒng)是動(dòng)力汽車最重要的核心。 艾德克斯車載機(jī)及充電接口的測試方案不但可以對(duì)充電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,而且系統(tǒng)可 依據(jù)電池管理系統(tǒng)(BMS)提供的數(shù)據(jù),進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電機(jī)充電電流、電壓、功率參數(shù), 完全模擬智能充電。 艾德克斯車載充電機(jī)測試系統(tǒng)具體是由內(nèi)置的各種艾德克斯精密儀器和上位機(jī)軟件組 成,單個(gè)儀器的精度高,穩(wěn)定性好,更配備了其它廠商沒有的功能,如: ? 艾德克斯的高功率寬范圍直流電源 IT6500C,支持主從并聯(lián),擴(kuò)展高達(dá) 30kW 輸出 能力,搭配功率耗散器滿足達(dá) 90kW 的放電測試要求,支持 list 序列,輸出阻抗設(shè) 定,高分辨率和精度,保護(hù)措施齊全(見圖四)。
? IT8800 電子負(fù)載有高達(dá) 25KHz 的動(dòng)態(tài)模式可以完成任意電流變化模式,可調(diào)上升 和下降速度,100 組記憶容量,擁有動(dòng)態(tài)測試功能,自動(dòng)測試功能(見圖五)。
? IT9503 開關(guān)分析儀,供 16 通道可搭配 IT-E191 IO 卡,IT-E186 繼電器卡,IT-E196 數(shù)據(jù)采集卡??蓪?duì)充電機(jī)開關(guān)進(jìn)行全方位測試(見圖六)。
? 艾德克斯測試系統(tǒng)增加了導(dǎo)入 DBC 文件的功能,兼容 CAN 總線通訊方式,適合不 同廠家,不用類型的充電機(jī)測試。 ? 艾德克斯測試系統(tǒng)還配備如示波器、接口模擬板卡、DVM、功率分析儀表等諸多 測量模擬設(shè)備,為客戶的測試提供了諸多方便。 市場上大部分的車載充電機(jī)測試系統(tǒng)都存在操作繁瑣,軟件界面上手難度高甚至需要 操作人員有很強(qiáng)的語言編程基礎(chǔ)才能操作,讓客戶需要付出長時(shí)間進(jìn)行操作培訓(xùn),并且很多 軟件要求用戶自行編輯每個(gè)測試項(xiàng)的測試流程,測試效率低下,導(dǎo)致很多廠商對(duì)此望而卻步。 與之不同的是,艾德克斯車載充電機(jī)測試系統(tǒng)的上位機(jī)軟件,在界面設(shè)計(jì)上更人性化和貼近 需求。測試系統(tǒng)將充電機(jī)的電氣性能相關(guān)測試項(xiàng)全部內(nèi)建到軟件中,用戶只需要拖選所需的
測試項(xiàng)即可。并且每個(gè)測試項(xiàng)的流程在系統(tǒng)中已經(jīng)由艾德克斯在出廠前內(nèi)建完成,用戶只需 要打開對(duì)應(yīng)的測試項(xiàng)界面,填寫相關(guān)等參數(shù)即可,當(dāng)測試完成后,軟件會(huì)自動(dòng)判定測試結(jié)果 (見圖七)。
目前雖然有一些廠家提供車載充電機(jī)測試系統(tǒng)方案供客戶自主測試, 但由于集成性較 差,控制和測試功能不能合并操作,大大操作難度和成本,與之相比,艾德克斯充電機(jī)測試 系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測試系統(tǒng)硬件的控制,也能實(shí)現(xiàn)對(duì)充電機(jī)本身的控制和監(jiān)控,大大簡化 了測試流程。(見圖八)。
在同類測試方案中,艾德克斯測試系統(tǒng)涉及的測試項(xiàng)更全面,性價(jià)比更高,對(duì)智能充電 的仿真測試更接近實(shí)際情況而且軟件使用方便,還有一些附加的實(shí)用功能,簡化了操作,大 大提升了用戶體驗(yàn),是新能源動(dòng)力汽車測試的不二選擇。
總結(jié):雖然電動(dòng)汽車為汽車行業(yè)帶來了諸多機(jī)遇,但與之配套的設(shè)施建設(shè)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制 定還存在很多不足,電動(dòng)汽車復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境,嚴(yán)苛的安全標(biāo)準(zhǔn)使之能源供給的測試和檢驗(yàn) 變得尤為重要。當(dāng)電子行業(yè)對(duì)新能源設(shè)備測試普遍正在摸索時(shí),艾德克斯已經(jīng)走在了最前沿, 以最完善的方案助力新能源汽車的普及和應(yīng)用,為地球能源的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。