ITECH電池模擬器在電動汽車電機逆變器測試中的應用
2024-08-08
在新能源汽車中，電機及動力電池無疑是關鍵的組成部分，但還有一項關鍵裝置容易被忽視——逆變器，無論是搭載永磁同步電機的車型上，抑或是搭載三相異步電動機的車型上，逆變器都作為關鍵部件而存在。而逆變器如此重要的原因則在于動力電池輸出直流電，在向使用交流電的電機供電時，必須要進行轉換。
動力電機逆變器為驅動電機提供所需的交流電，它將來自高壓蓄電池的直流電在功率電子控制器內部利用功率器件開關電路轉化為交流電。動力電機的能量傳輸過程包括：能量儲存系統的直流電能，在動力控制系統的功率控制下將直流電轉換成交流電提供給電動機單元，電動機單元內的轉子在交流電所產生的磁場的作用下旋轉，從而將電能轉變成機械轉動力。
圖1 新能源汽車高壓系統原理圖
逆變器是建立在多種科學基礎上的實用技術，除電機之外還常用于車載電源，為移動出行中大功率電器的應用提供支持。此外，其還貫穿家電、電動工具、數碼產品等多個社會及生活領域。
對于電機逆變器，如何進行高效測試呢？
始終致力于提供新能源行業全方位的測試解決方案，高性能IT6000C系列雙向直流電源，雙向能量傳遞，可模擬動力電池進行測試，驗證電機逆變器的性能。
一. 電池模擬測試
針對高壓蓄電池的模擬，IT6000C系列電源可提供高達2250V的電壓等級。某客戶選用1500V機型，搭建成324kW的系統進行測試，如下所示：
圖2 IT6000C測試現場
傳統的電源和負載在正負電流切換時，中間會存在短暫的跳變和不連貫現象。IT6000C系列作為一款標準的高速雙向電源能夠實現高速的源和載電流模式轉換，從而在輸出和吸收電流之間進行快速連續的無縫切換，有效避免電壓或電流過沖。
圖3 雙向電源工作區間
二. BSS2000電池模擬器軟件
此外，為了更好地模擬動力電池的特性，IT6000C還可搭配BSS2000系列電池模擬軟件。軟件內建有豐富的電池特性曲線庫，并提供自定義曲線等功能，為工程師解決使用真實電池測試模式下效率低、成本高及接線復雜等問題。
圖4 BSS2000電池模擬軟件界面
BSS2000系列軟件為用戶內建有豐富的電池特性曲線庫，使用者僅需要選擇對應的電池類型，配置基本的容量及保護參數，即可快速生成對應類型的電池特性曲線。BSS2000基礎版軟件提供鋰電池和鉛酸電池類型，BSS2000 Pro及BSS2000M軟件提供高達8種電池類型曲線，分別是鋰電池、鉛酸電池、磷酸鐵鋰、三元鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰、鎳鈷錳酸鋰以及鎳氫電池。
圖5 電池模擬器模型界面
用戶還可以自定義電池特性曲線，工程師可基于實測的電池曲線資料，將數據導入軟件，并進行仿真。該功能可以協助工程師實現各種類型電池在不同環境溫度及放電深度下的特性曲線仿真。
IT6000C系列是一款高速高性能的雙向可編程直流電源，不但可以吸收功率還能將消耗的能量清潔的返回至電網，具有標準的雙象限功能。IT6000C電壓可至2250V，利用主從模式支持并聯，主動均流，功率可擴展至2MW。同時具有高可靠性的設置功能和保護特性，豐富的測量功能使IT6000C系列廣泛應用于汽車電子、綠色能源、高速測試、大功率測試等多個方面，是一款功能豐富、性能優異、適用廣泛的直流電源。
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