電力電子系統(tǒng)的測試是必不可少的，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行的虛擬仿真，尤其是缺陷、問題和意外事件的仿真，獲得逆變器的準(zhǔn)確運行模型。為了幫助他們實現(xiàn)這一目標(biāo)，NI 宣布了新的解決方案和合作，以改善電動汽車驅(qū)動逆變器開發(fā)的測試環(huán)境和工作流程。

電動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——通常是危險的——運行。為確保安全和性能，設(shè)計人員在每個操作配置文件下進(jìn)行多種類型的測試，模擬涵蓋了廣泛的場景，包括最偏遠(yuǎn)和最意想不到的場景。雖然這種方法通過在產(chǎn)品開發(fā)生命周期的早期集成測試來幫助加速 EV 創(chuàng)新，但在仿真中不斷變化的模型可能既麻煩又耗時，因為工程師必須重新創(chuàng)建最真實的場景以及難以在道路上復(fù)制的場景電動汽車推進(jìn)器模擬和硬件在環(huán)測試。

為了幫助完成這項任務(wù)并改進(jìn)驗證電動汽車牽引逆變器的測試環(huán)境和工作流程，NI 最近宣布了一個新的逆變器測試系統(tǒng)，并與 D&V Electronics 簽署了一項用于功率逆變器測試的合作協(xié)議。

新視角

由于 NI 和 D&V 之間的合作，現(xiàn)在可以模擬和測試電動機在直流電中的運行。這使工程師能夠在安全、經(jīng)濟、高質(zhì)量的環(huán)境中以全功率測試逆變器，從而在不增加成本的情況下加快整個開發(fā)過程。“仿真模型不是一成不變的，”NI 首席解決方案營銷經(jīng)理 Brandon Brice 說。“工程師根據(jù)不斷發(fā)展的電動汽車性能和測試要求不斷修改它們。這些不斷的變化導(dǎo)致了測試過程中的低效率，而 NI 和 D&V 解決方案有助于避免這些問題。”

D&V 的創(chuàng)新電源仿真器與 NI 的高速測試平臺相結(jié)合，為電動汽車和逆變器測試提供了面向未來的全新功能。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、邏輯信號電平和功率電平，并且電池的仿真不僅包括靜態(tài)和動態(tài)條件下的正常運行，還包括決定其壽命和可靠性。這些電池測試還涵蓋蓄電池的充電/放電過程，并允許監(jiān)控系統(tǒng)溫度。因此，可以對操作進(jìn)行修改和變化，以驗證電池本身的環(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，這無疑是電動汽車領(lǐng)域的基本要素。然而，另一個同樣重要的方面，即安全性，必須以這個因素為側(cè)翼和平衡。這是一個極其危險的區(qū)域，電池組可能會著火，導(dǎo)致所有安全裝置發(fā)生故障。例如，熱泄漏隨時可能發(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。由于各種初步測試允許工程師從一開始就模擬整個系統(tǒng)并在測試執(zhí)行時有所有清晰的想法，

LabVIEW

LabVIEW 是一款功能強大的軟件，可以幫助您執(zhí)行各種測試，因為它允許工程師實時運行模型并模擬其他組件。例如，可以使用特定電池運行電機模型，就好像整個系統(tǒng)是真實的，以極高的速率完成加速和減速。此外，在沒有物理電機的情況下，可以模擬和模擬硬件，以及測試電池，就像它連接到車輛一樣。當(dāng)逆變器的模擬成功通過測試時，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、電力電子設(shè)備、充電器等提供不同的模型，”Brice 說。“所有這些模型都可以一起或單獨模擬，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，所有這些都是實時的，具有極快的測試管理。”

故障模擬

一個好的模擬器必須包含所有必要的工具，并且測試軟件必須實時運行。擁有許多 I/O 端口以及信號調(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，一個不容忽視的選擇是將預(yù)期問題引入系統(tǒng)的能力。對測試中的故障進(jìn)行編程的能力對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)測盡可能多的可能場景，包括最不可能的場景。如果發(fā)動機發(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。測試還必須實施這些類型的控制和預(yù)測。

結(jié)論

在產(chǎn)品開發(fā)生命周期的早期進(jìn)行廣泛的測試可以加速創(chuàng)新。該研究基于電動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題，例如通過大規(guī)模采用電動汽車來減少碳排放。

審核編輯：郭婷