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INCA標定工具與功率分析儀解決方案

2020-05-14 17:55:23·  來源：ETAS易特馳  作者：Ji Gang  
　
前言近幾年，由于節(jié)能環(huán)保以及新技術(shù)革命的需求，新能源汽車的潮流已經(jīng)勢不可擋，即使是傳統(tǒng)車的電氣化程度也是呈逐年提供的態(tài)勢。新能源車中大規(guī)模的使用了功率
 
前言
近幾年，由于節(jié)能環(huán)保以及新技術(shù)革命的需求，新能源汽車的潮流已經(jīng)勢不可擋，即使是傳統(tǒng)車的電氣化程度也是呈逐年提供的態(tài)勢。新能源車中大規(guī)模的使用了功率器件、電池容量瓶頸、安全性、可靠性以及希望更低成本開發(fā)汽車功能的要求都對整車中各用電部件的電能轉(zhuǎn)換效率提出了很高的要求。
01
功率分析儀功能
功率分析儀中的功率指的是“電功率 P“ (通過板卡擴展也可以測量機械功率 典型的如新能源車電驅(qū)動應(yīng)用)，“電功率“是反應(yīng)用電設(shè)備耗電能力大小的指標，功率分析儀采集電壓、電流后需要對其做復雜的數(shù)據(jù)分析、處理、 運算，顯示出數(shù)據(jù)、波形、諧波、矢量圖、頻譜分布圖、趨勢圖等內(nèi)容，為研發(fā)人員設(shè)計研發(fā)電器產(chǎn)品提供可靠的理論依據(jù)。研發(fā)人員只有對電器的用電特性做出準確合理的判斷后才能設(shè)計出更多更好的電器設(shè)備，提高產(chǎn)品的品質(zhì)。
 
02、高性能功率分析儀對于準確測量的重要性
根據(jù)初中物理：
P=U*I
在一個理想的電阻環(huán)境下似乎測量功率是一件很容易的工作。
但是實際電路中包含了大量的電容和電感元器件，電流相對于電壓有一個超前和滯后(相位差)，所以實際情況為
P=U*I cos θ  
(cos θ稱位移因數(shù)或功率因數(shù)。θ是電壓基波與電流基波的相位差)
θ的些許變化將導致功率的巨大變化：
當U=220V， I=40A時，
Cos60°=0.500   
Cos60.5°=0.492
P1=4400W  
P2=4329.6W  
Delta=52.8  
功率變化百分比=70.4/4400=1.6%
而在以感性器件為主的情況下由于功率因素低，角度的稍許變化更加會引起功率更大的變化。見下圖所示。
 
圖1 純電阻，電容(功率因素高)及電感(功率因素低)
一個高性能的功率分析儀除了平緩而寬廣的頻率特高采樣特性外，通過補償傳感器的相位誤差，可高精度的進行高頻且低功率因素的評估。(典型在新能源車的無線充電應(yīng)用)
 
圖2 全頻段補償
 
公式中的交流信號U、I 一般可能不是標準正弦波，功率分析儀需要以很高的采樣率獲取瞬時值，然后對該值進行連續(xù)積分運算算出真有效值Urms、Irms，這是現(xiàn)今功率分析儀通用有功功率算法。
 
圖3 U和I非標準正弦圖
 
除此之外傳感器本身還要補償模數(shù)轉(zhuǎn)換時的角差。普通的霍爾傳感器由于精度太低無法達到功率分析儀使用的要求，一般都會采用高精度磁通門的電流傳感器。精度可達到0.3%-0.04%。
 
03、功率分析儀在新能源測試中的應(yīng)用
關(guān)鍵零部件
 電機和控制器 GB/T18488.2-2016
 DC-DC模塊 GB/T 24347-2009
車載充電器 QC/T 895-2011
無線充電設(shè)備 SAE TIR J2954
整車測試
電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法 GB/T18386-2017
 
04、INCA中實現(xiàn)功率分析儀同步測試標定
為了適應(yīng)新能源汽車標定測試的新需求ETAS公司目前在行業(yè)內(nèi)主流測量標定軟件INCA中增加了支持功率分析儀的插件，可以為汽車工程師在測試標定中將CAN總線或控制器 的數(shù)據(jù)與功率分析儀的數(shù)據(jù)進行同步觀測處理，幫助工程師更準確的了解在不同工況下車內(nèi)各個部件的工作情況，用戶可以在整車的臺架測試中或者新能源汽車的道路試驗中使用此應(yīng)用，可大大的節(jié)省工程師的時間。
 
 
 
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