傳統(tǒng)汽車工業(yè)發(fā)展了上百年,環(huán)境污染、能源匱乏已成為一個現(xiàn)實問題,在這一背景下,汽車電動化、智能化、網聯(lián)化已經成為產業(yè)新的發(fā)展趨勢,未來汽車高壓部件的測試需要模擬實際應用場景中各類復雜的電氣環(huán)境。
國際標準 ISO21498-2:2021(E) 描述了電力推進的道路車輛中電壓等級為 B 的電路和元器件的電氣規(guī)范和測試標準。被測試的電路和元器件(統(tǒng)稱為被測物DUT)工作在 B 級電壓(60V~1500V 直流或 30V~1000V 交流)。汽車行業(yè)中越來越多的制造企業(yè),希望采用能滿足這一測試標準的直流電源。德國EA電源致力于可編程直流電源的研究和開發(fā),是新能源汽車研發(fā)測試電源的優(yōu)選。
測試搭建如下圖1,圖中 7 HV DC power supply,采用德國 EA 電源 PSI 10000 或者 PSB 10000 系列。
圖1.拋負載電壓抗擾度測試設置
測試標準要求 DUT 在操作電壓范圍內,能正常工作,并滿足一定的特性參數(shù),例如可以承受過壓、欠壓的臨界值內的電壓變化。這要求測試電源能精確地設定電壓值、電流值及變化的時間,同時要求電源能在足夠快的時間改變輸出電壓和輸出電流,達到預期的效果。
我們以標準中的 6.11 節(jié),拋負載電壓抗擾度測試(6.11 Immunity to load dump voltage)為例,如下圖2。
圖2. 拋負載電壓抗擾度的電壓曲線(OS1和OS2區(qū)間是正常工作電壓范圍,OS3和OS4是欠壓、過壓區(qū)域。)
在該測試中,用戶可以通過德國 EA 電源的波形函數(shù)發(fā)生器功能,對標準中的Figure 25(即上文中圖 2 )的每一段波形曲線進行對應的序列設置,本例中可設置 7 個序列點,這些設置可以導出到 U 盤保存。
注意:H列數(shù)值的單位是微秒。
用戶也可以使用 EA Power Control 上位機軟件來進行設置。
參數(shù)設置可參考下表 Table 20
其中,tr 的時間值需要參照標準中 Table20 提到的舉例 C.3 計算得出,如下:
C.3 Calculation example for voltage slope during immunity to load dump(see 6.11)
The voltage slope,dU/dt,depends on the total value of capacitance connecetd to voltafe class B system.A calculation example of dU/dt is shown below.
Assumptions:
–operating status:OS1 as an initial condition,
–generated power:100kW,
–applied voltage:400V,
–over voltage limit:450V,and
–total system capacitance:1000μF.
DC current on voltage class B line is estimated as:
IDC= =250A
When the contactors are opened suddenly,capacitors within the system are charged by the DC current and the time to reach the overvoltage limit (dt) is given as:
(450V-400V)× =200μs
我們將實際情況代入舉例中的式子:用戶采用 EA 電源 PSB 11500-60 4U(1500V,60A,30kW),實際電源輸出 400 V,60 A,則
tr=≈833μs≈0.83ms。