Hochspannungstests

Hochspannungsemulation von E-Mobilitätskomponenten

Die elektronischen Hochspannungslasten von dSPACE ermöglichen die Emulation eines Elektromotors, einer Batterie oder eines Stromnetzes während der Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulation. Dadurch können Sie Steuergeräte mit Spannungen von bis zu 1.250 V 1) mit integrierter Leistungselektronik testen. Die elektronischen Lasten können alle denkbaren AC- oder DC-Senken und -Quellen nachbilden.

Der Hochspannungslastaufbau von dSPACE ermöglicht die nahtlose Integration von Echtzeitmodellen, prozessorbasierten und FPGA-basierten Echtzeitplattformen und insbesondere hochdynamischen Lastmodulen.

Die kompakten und modularen DS5386 High-Voltage Electronic Load Modules heben das signalbasierte HIL-System auf die Leistungsebene. Sie sind hinsichtlich der Ströme pro Phase und der Anzahl der Phasen sowie der Art der zu emulierenden Quelle oder Senke flexibel einsetzbar. Die Skalierbarkeit des Systems ermöglicht eine Kombination mehrerer Hochspannungsschränke, um die Leistung des Testsystems weiter zu steigern. Dadurch dass sich die Systeme sowohl für die Emulation von Lasten, zum Beispiel Elektromotoren, als auch von Quellen, zum Beispiel Batterien, einsetzen lassen, sind sie besonders kosteneffizient und wartungsfreundlich. Der Energiefluss im System zirkuliert ohne komplexe Netzrückspeisung, was den Wirkungsgrad erhöht und gleichzeitig die Belastung und die Oberschwingungen des Versorgungsnetzes minimiert. Die Emulator-Hardware kann um weitere Komponenten ergänzt werden, z. B. Spannungsrippel-Generatoren, eine Klimakammer oder präzise Konditionierungseinheiten zur Steuerung der Kühlbedingungen für den Prüfling (Device under Test, DUT).

All diese Funktionen verbessern die Testabdeckung bei geringeren Kosten (im Vergleich zu einem Dynamometer) und kürzeren Entwicklungszeiten. Darüber hinaus ermöglicht dieser Hochspannungslastaufbau die Durchführung von genormten Tests, z. B. LV123 und ISO/DIS 21498, für die bisher ein mechanischer Prüfstand erforderlich war. Die Tests lassen sich vollständig automatisieren, können 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche laufen und sind zu 100 % reproduzierbar.

Besonderheiten

  • Modularer Ansatz für höchste Flexibilität bei voller Leistung
  • Betriebspunktmanagement erzielt auch bei kleinen Strömen präzise Emulationsergebnisse
  • Hervorragende und sehr realistische Stromemulation
  • Identische Modellierungsumgebung für Tests auf Signal- und Leistungsebene
  • Strombasierte Emulation, speziell maßgeschneidert für die HIL-Simulation auf der Leistungsebene
  • Simulation von variablen Motorinduktivitäten, ohne dass Hardware-Komponenten verändert oder ausgetauscht werden müssen
  • Einfache Parallelschaltung mehrerer DS5386 High-Voltage Electronic Load Modules
  • Skalierbare Spannungsemulationsdynamik (bis zu 10 V pro μs) dank der FPGA-basierten Steuerung einer beliebigen Anzahl parallel geschalteter elektronischer Hochspannungslastmodule
  • Für alle Emulationsaufgaben kann die gleiche Hardware verwendet werden
  • Effizienter Betrieb durch zirkulierenden Energiefluss ohne aufwendige Rückspeisung ins Stromnetz: Die Stromversorgung benötigt weniger als 15 % der Emulationsenergie.
  • Hohe Leistungsdichte pro Emulationsschrank, was zu einem besonders kompakten Gesamtsystem führt
  • Sichere Testbedingungen dank der vollständig virtuellen Umgebung (keine beweglichen Teile und keine realen Komponenten für die Energiespeicherung wie Batterien) und der Sicherheitsmechanismen für die Leistungselektronik

HIL-Systeme mit elektronischen Hochspannungslastmodulen von dSPACE ermöglichen die hochdynamische Emulation von Elektromotor-, Batterie- und Netzkomponenten mit mehreren Megawatt Leistung und Steuergerätespannungen von bis zu 1.250 V. Virtuelle Tests mit diesen Power-Hardware-in-the-Loop (PHIL)-Systemen machen die teure und zeitaufwendige Fertigung von Motorprototypen überflüssig. Alle Komponenten von hybriden und vollelektrischen Antrieben können mit dem realen Energiefluss dargestellt werden. Diese PHIL-Fähigkeiten machen uns zu einem führenden Anbieter von einsatzfertigen Simulationslösungen aus einer Hand für die gesamte Bandbreite von Elektrofahrzeugantrieben.

Typische Anwendungen für unsere Hochspannungssysteme sind dynamische Tests auf der Leistungsebene diverser Komponenten aus den unterschiedlichsten Industrien, darunter:

  • Solar- und Windwechselrichter
  • Ladestationen und Onboard-Ladegeräte
  • Traktionsinverter
  • Elektrische Antriebe für Flugzeuge
  • Elektromechanische Betätigungssysteme für Flugzeuge
  • Industrielle Antriebe

Sie können aus einer Vielzahl von Testszenarien für Ihre Anwendung wählen:

  • Funktionstests
  • Belastungstests
  • Robustheitstests von Reglern
  • Tests mit kritischen Betriebspunkten
  • Konformitätstests gemäß LV123 und ISO/DIS 21498
  • Verwendung flexibler Motorparameter (Induktivität, Widerstand, Fluss usw.), einschließlich Parameteränderungen während der Laufzeit
  • Verbesserte Simulationsmöglichkeiten, z. B. Simulation von elektrischen Fehlern oder Manipulation von Rückspeisesignalen

1) Bis zu 1.000 V bei voller Bandbreite.

Unsere Produkte

DS5386 High-Voltage Electronic Load Module

Elektronisches Hochspannungslastmodul für die Power-HIL-Simulation – optimal geeignet für den Test von Elektromotorsteuerungen, einschließlich Leistungselektronik (Spannungsbereich: bis 1.250 V)

Anwendungsfälle

Tests von Umrichtern für Traktionsmotoren

Simulationsumgebung für Hochspannungstests mit erforderlicher Batteriespannung und Motorstrom

Power-HIL-Tests für Bordladegeräte

Test von Ladegeräten mit realen Strömen und Spannungen und modellbasierter Netzemulation

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