Die Aufgabe
Elektrofahrzeuge verwenden in der Regel mehrere Spannungsebenen, um ihre verschiedenen Anwendungen optimal zu versorgen und so sämtliche Fahrzeugfunktionen zu ermöglichen.
Die Batterie und das Antriebssystem arbeiten üblicherweise mit einer Spannungsebene von 400 V oder 800 V. Viele andere Komponenten an Bord des Fahrzeugs, wie Unterhaltungs- oder Sicherheitssysteme, werden jedoch meist mit 12 V (Pkw), 24 V (Lkw) oder 48 V (Pkw und Lkw) betrieben.
Um die hohe Spannung auf niedrigere Ebenen zu bringen, werden Umwandler eingesetzt, die auf Leistungselektronik basieren. Diese Umwandler verfügen über Regler, die sicherstellen, dass die Ausgangsspannungen und -ströme den spezifischen Anforderungen der Lasten entsprechen.
Herausforderungen
Eine zentrale Funktion des Reglers sind seine Fallback-Routinen, die im Falle einer Störung greifen. Um diese Routinen testen zu können, muss zunächst ein Fehler innerhalb der Schaltung generiert werden.
Eine Möglichkeit wäre, hierfür Prototyp-Hardware zu verwenden. Diese Hardware muss so modifiziert werden, dass sie in der Lage ist, Fehler wie einen Kurzschluss in einem der Halbleiterschalter in die Schaltung einzubringen.
Die Tests mit dieser modifizierten Hardware durchzuführen, birgt jedoch einige Risiken wie Lichtbögen oder thermische Überlastung, so dass die Tests zwingend in einer gesicherten Umgebung stattfinden müssen.
Die dSPACE Lösung
Die Fehlersimulation für leistungselektronische Schaltungen wird durch unsere Lösung XSG Power Electronics Systems (PES) unterstützt. Die leistungsstarke dSPACE Software bietet eine Bibliothek mit einsatzbereiten Simulationsmodellen gängiger leistungselektronischer Schaltungen und eignet sich perfekt für die Entwicklung und den Test hochdynamischer elektrischer Systeme.
Mit XSG PES können Sie im Rahmen der Fehlersimulation erzwingen, dass sich die einzelnen Halbleiterschalter entweder im geöffneten Zustand oder im Kurzschluss befinden, unabhängig vom Ausgang des Reglers. Dies hat zur Folge, dass die simulierten Werte nicht mit den erwarteten Werten des Reglers übereinstimmen, so dass der Regler in den Fallback-Modus wechselt. Da die gesamte Simulation nur auf der Signalebene stattfindet, birgt diese Art des Testens keine potenziellen Risiken.
Unsere XSG-PES-Lösung erstellt das benötigte FPGA-Modell Ihrer Schaltung, einschließlich der gewünschten Fehlerzustände. Nachdem Sie dieses Modell in Ihr bestehendes FPGA-Framework integriert haben, können Sie den FPGA-Build konfigurieren und generieren. Dafür verwenden Sie das dSPACE FPGA Programming Blockset, das Simulink ® -Blockset zur Nutzung eines mit einem dSPACE System erstellten FPGA-Modells. Abschließend können Sie den FPGA-Build in Ihr SCALEXIO Hardware-in-the-Loop (HIL)-System hochladen, um Simulationen und Tests durchzuführen und die Ergebnisse zu verfolgen.
