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Emulation de charge électronique (plage de tension jusqu’à 800 V)

Module de charge électronique pour la simulation d’un moteur électrique au niveau puissance à haute tension
Si les tests HIL d’un système de moteur électrique doivent inclure les étages de puissance, alors la simulation au niveau du signal est insuffisante. Les tests au niveau de la puissance électrique sont essentiels. Une des possibilités est l'exploitation d'un moteur d'entraînement réel sur un banc d'essais. Une autre consiste à simuler le moteur électrique au niveau de sa puissance électrique. Ceci implique la simulation du comportement électrique d’un moteur réel en cartographiant les tensions et intensités et en les connectant au calculateur. Comparé à un banc d’essais de moteur mécanique, un banc d’essais uniquement électrique de ce type est plus simple et plus sûr d’utilisation. Les tests peuvent être effectués dès les premières étapes du développement, même si le moteur électrique réel n’est pas encore disponible. De plus, il est aussi possible de simuler différents types de moteurs. Contrairement aux bancs d’essais mécaniques, ces simulateurs ne sont soumis à aucune restriction concernant le processus dynamique.
Le nouvel émulateur de charge électronique couvre des tensions dépassant 800 V et des alimentations en sortie pouvant atteindre 100 kW. Il est donc adapté à la simulation HIL des courants et des  futurs systèmes de pilotage électriques.
 
Comment fonctionne l'Electronic Load Emulator
L'Emulateur de charge électronique émule les parties actives et variables des tensions uEMK induites dans les batteries du moteur pendant que le comportement inductif des batteries du moteur est représenté par les inductances de remplacement LMotor équivalentes. Les tensions induites uEMK sont calculées en temps réel par un modèle de moteur électrique et implémentées par le simulateur de charge électronique.
 
Comment est implémenté l'Emulateur de charge
L'émulateur de charge utilise des convertisseurs des séries ServoOnede LTi. Le modèle de moteur électrique calculant les tensions induites, réalisé dans Simulink® est implémenté sur un système temps réel dSPACE.
Les modèles de composants simulables, incluent le groupe motopropulseur. Pour ce faire, diverses simulations de capteurs et d'actionneurs sont ajoutées au système temps réel, d'après des exigences spécifiques au projet. Un calculateur hybride exige au moins une simulation appropriée d'un capteur de vitesse moteur (tel qu'un résolveur).
 
Applications
Le concept de l’émulateur de charge électronique est applicable pour la simulation de tout type de moteur. Les propriétés physiques de chaque moteur, telles que l’inductance du moteur, la génération du couple et la consommation d’énergie sont représentées de façon très réaliste. Pour les inductances variables (telles que dans un aimant permanent interne, dans un moteur IPM ou avec des effets de saturation), les valeurs moyennes doivent être utilisées dans l’émulateur de charge à cause de l’utilisation d’inductances de remplacement constantes. Il est néanmoins possible d’obtenir une représentation correcte du couple et de l’alimentation. Toute configuration du véhicule hybride et électrique est simulable en utilisant des modèles de moteurs électriques différents couplés à des modèles de groupes motopropulseurs variables (par exemple, avec les bibliothèques « Automotive Simulation Models » de dSPACE. Ce concept est donc adapté à diverses applications HIL industrielles.