Бортовое зарядное устройство & Тестирование преобразователя постоянного тока в постоянный: Руководство по силовой электронике электромобилей

Почему тестирование OBC и преобразователей постоянного тока в постоянный — это отдельная дисциплина

Встроенное зарядное устройство (ОБС) и DC-DC преобразователь легко не заметить рядом с тяговым двигателем и инвертором., но они находятся на критическом пути каждого подключаемого электромобиля.: OBC преобразует мощность сети переменного тока в постоянный ток для зарядки высоковольтной батареи., и преобразователь постоянного тока понижает это высокое напряжение для питания вспомогательных систем 12 В/48 В — освещения., информационно-развлекательная система, охлаждающие насосы, управляющая электроника. Все чаще эти две функции объединяются в единый силовой блок для экономии веса и места в упаковке., это означает, что теперь один испытательный стенд должен проверять преобразование переменного тока в постоянный., Преобразование постоянного тока в постоянный, и взаимодействие между ними в одной программе.

Это принципиально другая задача тестирования, чем проверка двигателя или инвертора.: OBC “нагрузка” это подключение к сети с одной стороны и аккумулятор с другой, и его производительность должна соответствовать стандартам сети, которым никогда не обязан соответствовать тяговый привод.. Испытательный стенд, построенный только на основе возможностей моторного динамометра — скорости и крутящего момента — не имеет возможности проверить что-либо из этого..

Анатомия OBC / Тестовая установка постоянного тока

• Эмуляция сетки, не просто источник питания: на входе переменного тока необходим программируемый эмулятор сети, способный воспроизводить реальные условия сети — провалы напряжения, изменение частоты, искаженные сигналы — не просто чистый лабораторный материал.
• Двунаправленная нагрузка/источник постоянного тока на стороне батареи: регенеративная электронная нагрузка постоянного тока имитирует батарею во время зарядки и может подавать обратно питание для двунаправленной работы. (В2Г/В2Л) OBC-архитектуры.
• Многоуровневое покрытие: обычно одну платформу необходимо протестировать на общих уровнях мощности OBC — 3.3 кВт, 6.6 кВт, 11 кВт, и 22 кВт — поскольку пассажирские и легкокоммерческие платформы охватывают весь этот диапазон.
• Комбинированная проверка AC-DC и DC-DC: где OBC и преобразователь постоянного тока в постоянный имеют общий корпус, испытательный стенд должен одновременно выполнять обе стадии преобразования, чтобы уловить эффекты взаимодействия — перекрестное регулирование., общая тепловая нагрузка — тестирование каждого этапа по отдельности будет пропущено.

Основные тестовые задания

1. Эмуляция сети переменного тока и коррекция коэффициента мощности

Входная часть PFC должна поддерживать коэффициент мощности, близкий к единице, и оставаться в пределах гармоник во всем диапазоне входного напряжения и частоты, который автомобиль видит во всем мире., включая ухудшенные условия сети, такие как провалы и провалы напряжения.

Ключевые показатели: коэффициент мощности ≥0,98 при номинальной нагрузке, полное гармоническое искажение (КНИ) согласие, Реакция PFC при смоделированных событиях провала напряжения в сети.

2. Сопоставление эффективности зарядки по уровням мощности

КПД должен быть охарактеризован на каждом уровне номинальной мощности. (3.3/6.6/11/22 кВт) и в окне зарядного напряжения аккумулятора, поскольку эффективность обычно существенно варьируется между низким уровнем заряда и почти полным состоянием..

Ключевые показатели: пиковая и средневзвешенная эффективность (%) на каждом уровне мощности, кривая эффективности в диапазоне напряжения батареи, потребляемая мощность в режиме ожидания/без нагрузки.

3. Преобразование постоянного тока в низковольтное и регулирование вспомогательной нагрузки

Ступень постоянного/постоянного тока должна поддерживать узкий диапазон выходного напряжения при быстро меняющихся вспомогательных нагрузках (компрессоры HVAC и охлаждающие насосы циклически включаются и выключаются), в то время как сторона OBC может одновременно потреблять или подавать полную зарядную мощность..

Ключевые показатели: регулирование выходного напряжения (±%) при переходных процессах ступенчатой ​​нагрузки, перекрестное регулирование между этапами OBC и DC-DC, переходное время восстановления.

4. Термическое снижение характеристик при длительной быстрой зарядке

Эксплуатация комбинированного блока OBC/DC-DC при номинальной мощности для длительных сеансов зарядки приводит к накоплению тепла в силовых полупроводниках и магнитных элементах.; тепловые камеры должны подтвердить, что выходная мощность снижается предсказуемо, а не резко, при повышении температуры окружающей среды и внутренних систем..

Ключевые показатели: кривая снижения мощности в зависимости от. температура окружающей среды, температурный запас полупроводникового перехода, Реакция системы охлаждения во время последовательных циклов зарядки.

5. Соответствие сети и проверка протокола связи

OBC должен правильно согласовать параметры зарядки с инфраструктурой зарядки и соблюдать региональные стандарты присоединения к сети и связи., включая пределы гармонического излучения и подтверждение протокола зарядки.

Ключевые показатели: соответствие МЭК 61851 и ИСО 15118 коммуникационные последовательности, гармонические выбросы согласно применимому сетевому коду, Совместимость протокола зарядки GB/T, где это необходимо.

6. Реакция на неисправность и тестирование защитной блокировки

Замыкания на землю, события перенапряжения, и потеря связи с зарядной станцией — все это должно вызвать срабатывание безопасного, повторяемая последовательность останова — проверяется путем преднамеренного введения этих условий отказа, а не предположения, что логика безопасности работает так, как задумано..

Ключевые показатели: обнаружение неисправности и время отключения, точность контроля сопротивления изоляции, поведение восстановления после устранения неисправности.

Что это означает для выбора испытательного стенда

Испытательный стенд OBC/DC-DC должен больше походить на платформу двунаправленной эмуляции сети и аккумулятора, чем на механический динамометр.: программируемый эмулятор сети переменного тока на входной стороне, рекуперативная нагрузка/источник постоянного тока на стороне батареи, и приборы, способные коррелировать электрические, термический, и поведение протокола связи на обоих этапах преобразования одновременно. Для комбинированных блоков OBC/DC-DC, тестирование двух этапов вместе, а не по отдельности, — единственный способ уловить эффекты взаимодействия, которые проявляются после фактической установки устройства в транспортное средство..

Если вашей программе необходимо проверить встроенное зарядное устройство или преобразователь постоянного тока в постоянный, наша команда инженеров может помочь в эмуляции сети, загрузочный банк, и требования к тепловой камере в соответствии с вашими целевыми уровнями мощности и стандартами. Поговорите с нашей командой инженеров работать по вашей спецификации.