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[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(cè)試行業(yè)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

 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(chǎng)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(cè)試測(cè)量方案供應(yīng)商,提供的測(cè)試方案不僅能夠完全滿足不同型號(hào)的車載充電機(jī)測(cè)試的需求,還配備了軟件來控制充電機(jī)和測(cè)試方案,具有其他廠商的測(cè)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)。

 

圖一 動(dòng)力汽車供電系統(tǒng)

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(shì)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(cè)。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(cè),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(cè)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。


圖二 國內(nèi)外充電接口方案

在車載充電機(jī)和充電樁的市場(chǎng)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(chǎng)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(cè)試方案介紹

艾德克斯作為在新能源領(lǐng)域的領(lǐng)先測(cè)試測(cè)量方案供應(yīng)商,艾德克斯測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試。

艾德克斯車載充電機(jī)涵蓋了20多項(xiàng)測(cè)試,從輸入項(xiàng)的特性測(cè)試、靜態(tài)測(cè)試、電源效應(yīng)測(cè)試,輸出項(xiàng)的負(fù)載效應(yīng)測(cè)試、輸出電壓范圍測(cè)試、混合效應(yīng)測(cè)試再到各項(xiàng)保護(hù)項(xiàng)、時(shí)序和特殊項(xiàng)測(cè)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(cè)試(見圖三)。


圖三 艾德克斯車載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)

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(cè)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(cè)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:

l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(cè)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)。


圖四 IT6500C高功率寬范圍直流電源(30KW)

lIT8800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(cè)試功能,自動(dòng)測(cè)試功能(見圖五)。


圖五 IT8800直流電子負(fù)載

lIT9503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(cè)試(見圖六)。


圖六 IT9503開關(guān)分析儀前面板

l艾德克斯測(cè)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(cè)試。

l艾德克斯測(cè)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(cè)量模擬設(shè)備,為客戶的測(cè)試提供了諸多方便。

市場(chǎng)上大部分的車載充電機(jī)測(cè)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(cè)試項(xiàng)的測(cè)試流程,測(cè)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(cè)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(cè)試系統(tǒng)將充電機(jī)的電氣性能相關(guān)測(cè)試項(xiàng)全部內(nèi)建到軟件中,用戶只需要拖選所需的測(cè)試項(xiàng)即可。并且每個(gè)測(cè)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(cè)試項(xiàng)界面,填寫相關(guān)等參數(shù)即可,當(dāng)測(cè)試完成后,軟件會(huì)自動(dòng)判定測(cè)試結(jié)果(見圖七)。


圖七 車載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)軟件界面

目前雖然有一些廠家提供車載充電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)方案供客戶自主測(cè)試, 但由于集成性較差,控制和測(cè)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(cè)試系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)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(jiǎn)化了測(cè)試流程。(見圖八)。


圖八 艾德克斯方案的測(cè)試流程更為簡(jiǎn)潔

在同類測(cè)試方案中,艾德克斯測(cè)試系統(tǒng)涉及的測(cè)試項(xiàng)更全面,性價(jià)比更高,對(duì)智能充電的仿真測(cè)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(jiǎn)化了操作,大大提升了用戶體驗(yàn),是新能源動(dòng)力汽車測(cè)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(cè)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(cè)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)。

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