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測試與測量  

實現最佳化混合動力引擎測試

上網時間: 2014年02月10日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:採樣率  逆變器  串列匯流排  CAN  LIN 

作者:Kelvin Hagebeuk,橫河電機(歐洲)公司產品行銷經理

汽車的動力傳動機制本質上是一種為汽車提供動力的引擎(傳統內燃機),並將動力傳遞給變速箱、傳動軸最終到達汽車車輪的系統。傳動系統的電氣化正逐漸改變汽車技術的未來發展前景,同時也受到來自可持續能源驅動力、提高燃油效率以及符合相關二氧化碳排放法規等的影響。

此外,目前關鍵的技術驅動力主要集中於提高操控性能與耐用性,以及一些新的實用技術,如因應再生煞車而催生的逆變器技術,可用於為電動馬達供電或為電池充電。

在動力傳動任何部份的開發過程中,與機械性能相關的各種電氣訊號和實體參數都需要進行測量,才能實現完整的測試過程。電氣訊號來自於鏈接高壓電池和逆變器的電力電路,而實體參數則發生在電氣到機械的轉換過程中。為了透徹理解整個系統性能,必須對電磁電力轉換器和電力電路進行測量,並分析來自CAN等汽車串列匯流排網路上作業的動力傳動管理系統資料。此外,這些測試必須同時進行,以便達到整體最佳化的解決方案,而不只是單獨最佳化某個元件。

傳統的做法是使用採樣率最高為10,000樣本/秒的數據記錄儀或數據擷取系統測量汽車中的電氣和實體參數。這種系統通常提供很多通道,讓用戶將多個感測器輸出和隔離型輸入通道結合在一起,測量電氣系統(經常包括浮動電壓值)以及溫度、振動與對材料的壓力等實體參數。

汽車版ScopeCorder

電氣行動性的開發趨勢導致電源逆變器日益廣泛使用,加上這些元件支援更高的頻率和更高的電壓,因而目前已經出現速度高達1億樣本/秒(100MS/s)的隔離式測量要求。這些採樣率以前是由示波器結合差分探棒實現的,可讓工程師觀察以更高頻率出現的瞬態電壓與電流。一個令人更感興趣的領域是動力傳動管理系統,它工作在諸如CAN網路等汽車串列匯流排之上,可連續傳送引擎溫度、轉速和壓力值等引擎性能參數。而要在一次測量作業中取得傳動管理系統中的電氣訊號、實體性能參數和數據,將會帶來相當大的挑戰。

為了減少整合這些眾多參數記錄所需的時間和工作量,橫河電機公司開發出DL850V ScopeCorder Vehicle Edition儀器,在單一可攜式封裝中結合了高速示與以及傳統資料擷取記錄儀的優點。ScopeCorder可以擷取和分析可能只持續幾毫秒的瞬態事件,也能執行長達30天的完整動力傳動系統耐用性測試。

最新汽車版DL850V ScopeCorder儀器具有通道隔離、訊號調節和高通道數的特點,還結合了CAN和LIN匯流排監視功能,可協助用戶解碼CAN或LIN訊號並監測所傳送的實體數據,如引擎溫度、車輪速度、加速度與壓力。然後將這些值與來自實際類比感測器的數據進行比較。透過結合多種高壓與電流訊號(以高達100MS/s採樣)與實體參數測量結果(如溫度、壓力或振動以及經解碼的CAN匯流排訊號),DL850V可創建單個完整的測量文件,如圖1。相較於多台測量儀器的測量文件必須經過整合才能在PC上進行分析的其它方法相比,這種方法可大幅減少分析整個系統所需的時間和工作量。

在DL850V上創建的單個測量文件,整合了多種高壓與電流訊號、實體參數測量結果以及經解碼的CAN匯流排訊號。
圖1:在DL850V上創建的單個測量文件,整合了多種高壓與電流訊號、實體參數測量結果以及經解碼的CAN匯流排訊號。

(下一頁繼續:汽車應用中的電力電子)


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