電力電子系統(tǒng)的測(cè)試是必不可少的，但它們不可能全部發(fā)生在硬件中。工程師可以使用電路運(yùn)行的虛擬仿真，尤其是缺陷、問(wèn)題和意外事件的仿真，獲得逆變器的準(zhǔn)確運(yùn)行模型。為了幫助他們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，NI 宣布了新的解決方案和合作，以改善電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)逆變器開發(fā)的測(cè)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，并且輕微的、不可預(yù)見的事件可能導(dǎo)致異常——通常是危險(xiǎn)的——運(yùn)行。為確保安全和性能，設(shè)計(jì)人員在每個(gè)操作配置文件下進(jìn)行多種類型的測(cè)試，模擬涵蓋了廣泛的場(chǎng)景，包括最偏遠(yuǎn)和最意想不到的場(chǎng)景。雖然這種方法通過(guò)在產(chǎn)品開發(fā)生命周期的早期集成測(cè)試來(lái)幫助加速 EV 創(chuàng)新，但在仿真中不斷變化的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(chǎng)景以及難以在道路上復(fù)制的場(chǎng)景電動(dòng)汽車推進(jìn)器模擬和硬件在環(huán)測(cè)試。

為了幫助完成這項(xiàng)任務(wù)并改進(jìn)驗(yàn)證電動(dòng)汽車牽引逆變器的測(cè)試環(huán)境和工作流程，NI 最近宣布了一個(gè)新的逆變器測(cè)試系統(tǒng)，并與 D&V Electronics 簽署了一項(xiàng)用于功率逆變器測(cè)試的合作協(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(cè)試電動(dòng)機(jī)在直流電中的運(yùn)行。這使工程師能夠在安全、經(jīng)濟(jì)、高質(zhì)量的環(huán)境中以全功率測(cè)試逆變器，從而在不增加成本的情況下加快整個(gè)開發(fā)過(guò)程。“仿真模型不是一成不變的，”NI 首席解決方案營(yíng)銷經(jīng)理 Brandon Brice 說(shuō)。“工程師根據(jù)不斷發(fā)展的電動(dòng)汽車性能和測(cè)試要求不斷修改它們。這些不斷的變化導(dǎo)致了測(cè)試過(guò)程中的低效率，而 NI 和 D&V 解決方案有助于避免這些問(wèn)題。”

D&V 的創(chuàng)新電源仿真器與 NI 的高速測(cè)試平臺(tái)相結(jié)合，為電動(dòng)汽車和逆變器測(cè)試提供了面向未來(lái)的全新功能。兩家公司都明白，出色的仿真必須考慮所有現(xiàn)有變量，包括硬件、邏輯信號(hào)電平和功率電平，并且電池的仿真不僅包括靜態(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。這些電池測(cè)試還涵蓋蓄電池的充電/放電過(guò)程，并允許監(jiān)控系統(tǒng)溫度。因此，可以對(duì)操作進(jìn)行修改和變化，以驗(yàn)證電池本身的環(huán)境變化是如何解決的，尤其是在安全方面。

能源與安全

公司的主要目的之一是增加電池容量，這無(wú)疑是電動(dòng)汽車領(lǐng)域的基本要素。然而，另一個(gè)同樣重要的方面，即安全性，必須以這個(gè)因素為側(cè)翼和平衡。這是一個(gè)極其危險(xiǎn)的區(qū)域，電池組可能會(huì)著火，導(dǎo)致所有安全裝置發(fā)生故障。例如，熱泄漏隨時(shí)可能發(fā)生，尤其是鋰離子電池，要撲滅此類火災(zāi)特別困難。關(guān)于能源和安全的關(guān)鍵決定是電池可以以多快的速度充電和放電，以便它可以有效地為逆變器提供所有能量。由于各種初步測(cè)試允許工程師從一開始就模擬整個(gè)系統(tǒng)并在測(cè)試執(zhí)行時(shí)有所有清晰的想法，

LabVIEW

LabVIEW 是一款功能強(qiáng)大的軟件，可以幫助您執(zhí)行各種測(cè)試，因?yàn)樗试S工程師實(shí)時(shí)運(yùn)行模型并模擬其他組件。例如，可以使用特定電池運(yùn)行電機(jī)模型，就好像整個(gè)系統(tǒng)是真實(shí)的，以極高的速率完成加速和減速。此外，在沒有物理電機(jī)的情況下，可以模擬和模擬硬件，以及測(cè)試電池，就像它連接到車輛一樣。當(dāng)逆變器的模擬成功通過(guò)測(cè)試時(shí)，您將繼續(xù)控制所有其他相關(guān)組件。“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模型，”Brice 說(shuō)。“所有這些模型都可以一起或單獨(dú)模擬，以獲得逼真的最終視圖。這些模型可以完美導(dǎo)入，也可以被其他軟件獲取，所有這些都是實(shí)時(shí)的，具有極快的測(cè)試管理。”

故障模擬

一個(gè)好的模擬器必須包含所有必要的工具，并且測(cè)試軟件必須實(shí)時(shí)運(yùn)行。擁有許多 I/O 端口以及信號(hào)調(diào)節(jié)工具和眾多數(shù)字總線（CAN 和其他）的可能性非常重要。然而，一個(gè)不容忽視的選擇是將預(yù)期問(wèn)題引入系統(tǒng)的能力。對(duì)測(cè)試中的故障進(jìn)行編程的能力對(duì)于了解控制器在車輛最關(guān)鍵區(qū)域的反應(yīng)非常重要。為了滿足高安全標(biāo)準(zhǔn)，有必要預(yù)測(cè)盡可能多的可能場(chǎng)景，包括最不可能的場(chǎng)景。如果發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，駕駛員仍必須能夠?qū)④囕v開回家，盡管速度和性能有所降低，但完全安全。測(cè)試還必須實(shí)施這些類型的控制和預(yù)測(cè)。

結(jié)論

在產(chǎn)品開發(fā)生命周期的早期進(jìn)行廣泛的測(cè)試可以加速創(chuàng)新。該研究基于電動(dòng)汽車中所有功率組件的復(fù)雜仿真模型。人員、思想和技術(shù)的協(xié)作使人類能夠成功解決世界上最重大的問(wèn)題，例如通過(guò)大規(guī)模采用電動(dòng)汽車來(lái)減少碳排放。

審核編輯：郭婷