基于電池模擬器的 EV 動力系統(tǒng)檢測方法
隨著世界各國禁售燃油車時間表的公布以及汽車電氣化的加速發(fā)展,新能源汽車成 為各國政府重點推進和扶持的產業(yè),以擺脫對石油的依賴,同時解決環(huán)境污染等問題。 然而,在改革的同時,汽車工程師也面臨著新的測試挑戰(zhàn)。新能源汽車使用的電力電子 器件大約是傳統(tǒng)燃油車的三倍,如何滿足新能源汽車高壓大功率測試,以及如何驗證純 電動推進系統(tǒng)的動力性能和經濟性能,成為工程師首要關注的問題,ITECH 為工程師提 供全新的動力系統(tǒng)測試解決方案----高速,高壓,高功率,高性能。 一、何為純電動車的動力系統(tǒng)? 相比較傳統(tǒng)燃油車的動力系統(tǒng)結構,純電動車動力系統(tǒng)(EV Powertrain System)主 要由動力電池、電動機和減速器構成。純電動車取消了燃油發(fā)動機裝置,使用動力電池 作為整車的動力源,通過電機控制器驅動電機運轉,電機輸出的轉矩再經過減速器帶動 車輪前進或后退。并且當車輛剎車時,制動能量反向給動力電池充電,以延長續(xù)航里程。 因此本質上,純電動車的動力系統(tǒng)是將電能轉換為機械能;而傳統(tǒng)燃油車則是將化 學能轉換為機械能。不同的工作原理,也增加了純電動車動力系統(tǒng)的驗證難度。汽車工 程師首要面臨的是高壓大電流的接線以及操作方面的安全性問題;另一方面,使用真實 的動力電池測試,存在測試效率低及電池爆炸等風險。所以,顯而易見,若使用電池模 擬器替代真實的動力電池,將對汽車工程師研究電推進動力系統(tǒng)的動力性能和經濟性能 具備重要的意義。 二、純電動動力系統(tǒng)的測試新挑戰(zhàn)? 純電動車的續(xù)航里程以及充電時長一直是各大新能源廠家重點攻克的難題。除了提 升整車的傳動轉換效率,選擇能量密度和功率密度更高的動力電池,不僅能讓整車輕便, 同時又增加了續(xù)航里程。而實驗室中,工程師通常需要在車輛未定型之前,驗證不同類 型的動力電池與關鍵零部件之間的匹配性,以及仿真電池在不同環(huán)境下對動力系統(tǒng)的性 能影響,這也成為當下整個行業(yè)亟待解決的測試難題。 縱觀目前的新能源車發(fā)展趨勢,純電動車的動力系統(tǒng)性能測試主要面臨三方面的挑 戰(zhàn):
1) 高壓大功率的發(fā)展趨勢純電動車的電池功率和電壓等級有從 300V/400Vdc 發(fā)展為 800V/1000V 的趨勢。高壓系統(tǒng)可以縮短充電時間,同時減少內部布線的總面 積。目前多數(shù)的新能源廠家如典型的特斯拉,其 Model 3 動力電池電壓為 350Vdc, 容量為 230Ah,而保時捷的 Taycan 和 Aston Matin 的電動超跑則采用 800V 的動力電 池結構,號稱 20min 充滿 80%電量。 汽車工程師在選擇電池模擬器時,可能需要同時考慮兩種電壓等級的存在,并考慮 電池功率越來越高的發(fā)展趨勢。ITECH 的 IT6000C 系列為用戶提供靈活的功率配置方案, 如下圖是 IT6000C-360kW 的機柜,用戶可以將機柜拆分為 4 套 90kW 的設備使用,亦可 并聯(lián)為大功率 360kW 設備。IT6000C 全系列并機后功率最高可達 1152kW,電壓可達 2250V,滿足用戶不同功率段的需求。