Tests des hybrides légers

La tâche

Les systèmes hybrides légers ont pour but de soutenir le moteur à combustion dans les points de fonctionnement où ce dernier est relativement inefficace. Ces systèmes constituent un compromis entre une amélioration de l’efficacité énergétique et une minimisation des modifications conceptuelles de la carrosserie du véhicule requis pour les transmissions hybrides complètes.

Se basant sur des systèmes 48 V, les équipementiers automobiles développent des moteurs électriques conçus comme des générateurs démarreur (MSG) et couplés au moteur à combustion interne. Ce composant moteur innovant facilite quatre fonctions supplémentaires au sein du système existant : la récupération de l’énergie de freinage, le support de couple au démarrage, une commande start-stop particulièrement confortable et une marche en roue libre économe en énergie.

Le défi

Les contrôleurs de véhicule électrique hybride léger ont besoin d'un système de test innovant pour valider ces fonctions complexes.

L'option de tests à pleine puissance en environnement virtuel nécessite une configuration de laboratoire capable de représenter les effets hautement dynamiques des machines électriques. Pour une émulation plus réaliste, les effets PWM doivent également être simulés avec précision. Cela nécessite des temps de cycle extrêmement courts pour tous les composants et interfaces impliqués. Pour tester également les effets environnementaux tels que les démarrages à froid ou les températures extrêmes, les conditions environnantes doivent aussi être contrôlées.

La solution

Les tests des transmissions hybrides légères représentent une application typique pour les systèmes de test dSPACE basés sur les unités de charge électroniques basse tension DS5381.

L’exemple de configuration décrit ici est un système de test hybride léger conçu pour le test hardware-in-the-loop du matériel de puissance d’un démarreur/générateur 48 V avec un courant de phase de 1200 A. Dans ce système de test, 12 unités de charge électroniques basse tension sont connectées en parallèle pour atteindre la puissance requise du système. L’ECU est situé dans une chambre climatique séparée et est connecté au système de test HIL à l’aide d’une baie spécifique de brassage et d’un faisceau adaptés aux clients. Pour fournir l'émulation de moteur la plus réaliste possible, une carte FPGA programmable par l'utilisateur à partir de dSPACE est intégrée dans la configuration de test. Cette carte FPGA calcule le modèle de la machine synchrone à aimant permanent (PMSM), qui est inclus dans la bibliothèque dSPACE XSG Electric Components. Cette carte fournit également les interfaces de faible latence nécessaires pour les modules de charge. Cette approche basée sur modèle vous permet de modifier les paramètres du moteur ou même les types de moteur pendant l'exécution en quelques clics et sans aucune modification matérielle. Pour fermer toutes les boucles de régulation, le système de test est également équipé de protocoles de communication et d’interfaces de simulation de capteurs de position. La chambre climatique permet le conditionnement de l’équipement sous test (DUT) selon les exigences du client.