SCALEXIO Power HIL – High-Voltage

SCALEXIO Power HIL – High-Voltage ermöglicht dynamische Tests von Steuergeräten mit integrierter Leistungselektronik bis zu 1.250 V. Die Echtzeitsimulation auf Leistungsebene bietet eine flexible Umgebung zur Validierung verschiedenster Umrichter und Konverter – auch für anspruchsvolle Konformitätstests. Das Verhalten von Maschinen, Netzen und Batterien kann bei voller Leistung emuliert werden, was äußerst realistische Bedingungen für eine sichere und effiziente Entwicklung schafft.

Tests bei voller Leistung

Mit realen Strömen und bei voller Leistung in einer sicheren Umgebung testen

Flexible Emulation

Emulation von Motoren, Batterien und Stromnetzen mit derselben Hardware

Modulare Skalierbarkeit

Systemleistung und emulierte Funktionen individuell anpassen, auch nach der Inbetriebnahme

Investitionssicherheit

Reduzierung von Entwicklungs- und Testkosten durch modulare, wiederverwendbare Hardware

Was ist SCALEXIO Power HIL – High-Voltage?

SCALEXIO Power HIL – High-Voltage ist ein modulares Hardware-in-the-Loop (HIL)-System zur Validierung leistungselektronischer Systeme in Hochspannungsanwendungen bis zu 1.250 V . Es kombiniert die Flexibilität der Echtzeitsimulation mit Tests unter realistischen, dynamischen Lastbedingungen. Dieser Ansatz ermöglicht effiziente und reproduzierbare Testszenarien in einer virtuellen Umgebung – noch bevor physische Prototypen verfügbar sind. Das System ist speziell für die Validierung von Umrichtern und Konvertern, einschließlich ihrer Steuerung und Leistungselektronik, unter realistischen Betriebsbedingungen ausgelegt. Dank seines modularen Designs unterstützt es sowohl schlüsselfertige als auch kundenspezifische Konfigurationen und lässt sich leicht an unterschiedliche Anwendungsfälle und Leistungsstufen anpassen.

Anwendungsbereiche

SCALEXIO Power HIL – High-Voltage ermöglicht Tests von Hochspannungskomponenten bei voller Leistung in zahlreichen Branchen, indem Elektromotoren, Batterien und Netze unter realistischen Bedingungen emuliert werden. Typische Anwendungsbereiche:

Traktionsumrichter für elektrische Antriebe
DC/DC-Wandler
Photovoltaik- und Windkraftumrichter
Ladestationen und Onboard-Ladegeräte
Elektrische Antriebssysteme für die Luftfahrt
Hochdynamische Industrieantriebe

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Vorteile

SCALEXIO Power HIL – High-Voltage kombiniert Tests bei voller Leistung mit der Flexibilität moderner HIL-Systeme. So lassen sich Komponenten unter realistischen Volllastbedingungen validieren, während sich das Verhalten der Umgebung mit wenigen Klicks flexibel anpassen lässt.

Highlights:

Modulbasierter Aufbau: Jederzeit die Systemleistung erweitern oder zusätzliche Module für zukünftige Anforderungen hinzufügen.
Offene Maschinenmodelle: Anpassbare Modelle für maximale Flexibilität – auch über reine Parameteränderungen hinaus.
Durchgängige Testumgebung: Konsistente Modelle und Workflows über alle Teststufen hinweg, von SIL über HIL bis hin zu Power HIL.
Hochpräzise Emulation: Hohe Genauigkeit dank hochdynamischer Module und FPGA-basierter Steuerung.
Energieeffizienz: Zirkulierende Leistungsflüsse minimieren die Netzbelastung, sodass weniger als 15 % der Emulationsleistung benötigt werden.
Schlüsselfertige Lösung: Hardware, Software, Support und Integration aus einer Hand für eine schnelle Inbetriebnahme.
Investitionssicherheit: Hardware und Modelle für neue Projekte wiederverwenden und so langfristige Kosten reduzieren.
Sichere virtuelle Umgebung: Keine beweglichen Teile.
Konformitäts- und Fehlertests: Unterstützung von ISO 21498 und LV 123 sowie umfassende Fehler- und Konformitätstests.

Zusammen machen diese Eigenschaften SCALEXIO Power HIL – High-Voltage zur idealen Lösung für Entwicklungsingenieure, die eine zukunftssichere und leistungsstarke Emulationslösung suchen, die die Emulation von Maschinen, Netzen, Batterien und elektrischen Lasten in anspruchsvollen Hochspannungsumgebungen unterstützt.

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Einzigartiger modularer Hardware-Ansatz

Der Übergang vom in Echtzeitmodellen simulierten Verhalten zur realen Hardware erfolgt über die DS5386 High-Voltage Electronic Load Modules .

Jedes Modul wird dezentral gesteuert und emuliert eine einzelne Funktion, zum Beispiel:

Eine Maschinenphase
Eine Netzphase
Den positiven oder negativen Pol einer Batterie

Durch die Parallelschaltung mehrerer Module lässt sich die Leistung jeder Funktion bedarfsgerecht skalieren. Dank dieses modularen Konzepts kann der Prüfstand genau auf die erforderliche Anzahl zu emulierender Schnittstellen sowie die gewünschte Gesamtsystemleistung ausgelegt und bei Bedarf jederzeit erweitert werden.

System-Software

Echtzeitmodelle bilden den Kern von SCALEXIO Power-HIL-Prüfständen und bestimmen das elektrische Verhalten an den Leistungsschnittstellen.

dSPACE stellt sowohl prozessorbasierte als auch FPGA-basierte Modelle für die Emulation von Maschinen und Batterien in unterschiedlichen Detailgraden bereit. Diese Modelle können Nichtlinearitäten und transientes Verhalten abbilden und lassen sich individuell anpassen. Dank eines offenen Modellansatzes sind nicht nur Parameteranpassungen, sondern auch strukturelle Änderungen an den Modellen möglich.

Die Modellparameter können sogar während der Laufzeit über ControlDesk , die dSPACE Experimentiersoftware für die Steuergeräteentwicklung, angepasst werden.