模拟电源的组成部分以及测试系统中的关键技术.ppt

电池模拟电源组成部分以及关键技术 目录 模拟电源的主要组成部分配电部分工频变压器部分 可选 有源前端部分双向直流直流变换器直流EMI滤波部分 可选 测试端耦合部分 可选 关键技术对电池特性的模拟电动和发电线性切换电压电流的稳定性电磁兼容响应速率对被测对象的保护功能 动力电池模拟电源 动力电池模拟电源是用来模拟各种规格动力电池的电源 主要用于用动力电池做驱动的电动汽车电机和电机控制器测试领域放电 模拟电源将电网的电能转换成具有动力电池一样外特性的直流电输入给电机控制器 驱动被测电机 被测电机工作在电动状态 充电 模拟电源将电机控制器的电能转换成交流电回馈到电网 被测电机工作在发电状态 模拟电源的主要组成部分 配电部分工频变压器部分 可选 LCL和有源前端部分双向直流直流变换器直流EMI滤波部分 可选 测试端耦合部分 可选 配电部分和工频变压器部分 这部分的作用是将电网的电经过缓启动 工频变压器以及各种检测保护电路送往模拟电源 根据不同的测试场合工频变压器的电压等级也不同 通常 场地车 50V 200VAC轿车 380VAC中巴车 500VAC大巴车 690VAC输出电压是380VAC的情况 可以不需要工频变压器以上电压也可由送变电的1万伏特经过高压变压器之间变换得到 LCL和有源前端部分双向直流直流变换器 这两个部分是模拟电源的核心 LCL和有源前端将交流电变成直流电 双向DCDC则根据后台的指令 将有源前端的直流电变成能够模拟电池输出特性的直流电 这两个部分可以双向运行 以模拟电池的特性 直流EMI滤波部分和测试端耦合部分 这个部分主要作用是阻挡模拟电源和电机以及电机控制器的电磁干扰 给电机测试系统提供一个良好的电磁环境 这个部分安排在靠近测试台架的附近能起到更好的作用 动力电池模拟电源 前排 由左到右 分别是场地车 轿车 中巴车的动力电池模拟电源后排 配电和工频变压器部分 以及大巴车的动力电池模拟电源 与模拟电源配合的测试台架 关键技术 对电池特性的模拟能力对不同电压等级的电池的模拟模拟电源需要有迅速建立特定电池电压的能力对不同安时数的电池的模拟模拟电源有模拟电池内阻的能力 关键技术 电动和发电切换和响应速率 电动汽车在正常行驶和上坡时电机工作在电动状态 在下坡和刹车的时候处于发电状态 右侧的波形图是模拟大巴车突然刹车之后又突然加速的过程 蓝色波形是电流波形 可以看出电流从正的150A迅速变化为负的250A 再迅速变化为正的250A的过程 这里电机经历了从电动到发电再到电动的急速变化过程 关键技术 通过调节PID参数 模拟动力电池不同的输出能力 测试电机和电机控制器在实际场合中的工作情况 上图中蓝色部分是电流波形 粉红色的电压波形 模拟的是汽车的加速过程 可以看出 不同的PID参数对模拟电源特性的影响 最左面的波形粉红色的电压波形波动的比较厉害 中间则波动小些 最右面在电流急剧变化的情况下电压几乎没有波动 不同PID参数下模拟电源的电压对电流瞬态变化的相应波形 带载时纹波电压对比 动力电池测试情况 负载电流210A时电池电压没有明显波动 电压 黄色线 是55V每 格 电压大约是560V 武汉理工大学测试 迅湃动力电池模拟电源测试 负载从电流220A变为100A时电池电压没有明显波动电压 粉红线 是100V 格 电压大约是600V 某可控硅结构模拟电源测试 负载电流100A时 电源电压波动为400V电压 黄色 是200V 格 德国某公司的IGBT结构模拟电源测试 负载电流100A时电池电压波动为100V 电源电压为300V 电压 黄色 是50V 格 中山大学测试 带载纹波电压是模拟电源的一个重要指标 如果纹波电压过大会引起被测控制器电容发热 并且可能引起控制器过压保护 关键技术 关键技术 电磁环境 对于被测控制器来说 模拟电源需要提供一个非常干净的电磁环境 这样可以更好的测试出相关的电参数 同时避免干扰控制器的工作 右侧的图可以看出 模拟电源在被测控制器工作前已经开始工作 此时电磁环境是很干净的 当被测控制器工作的时候 被测控制器的干扰被清晰的反应在示波器的屏幕上了 保护性功能和保护性测试 粉红色为电压 蓝色为电流 绿色为中间路的电感电流 黄色为双向DCDC控制信号发电状态 电流为310A 电压为500V 工作了十分钟后 突然切断模拟电源 模拟电源停止工作后 电流降到0V 绿色 电压从500V经过12ms后升到800多V 粉红色 控制器电流下降 蓝色 到控制器保护的时候电流迅速下