安全，高效，灵活扩展的新能源汽车动力系统测试解决方案 | Vector与CSM助力核心技术创新，提升终端用户体验

北汇信息POLELINK 2024-05-16 1235

描述

无论是“碳达峰，碳中和”的国家愿景，还是“到2025年，纯电乘用车新车平均电耗降至12.0千瓦时/百公里，到2035年，纯电汽车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化，燃料电池汽车实现商业化应用”的行业期许，都对高速发展的新能源汽车行业提出了新的挑战。

发展整车集成技术创新，提升新能源基础核心技术是推动新能源汽车高质量发展的必由之路。动力系统作为新能源汽车的核心基础部件，将以模块化的形式匹配不同整车级应用来满足多样化的出行场景，不同整车级应用往往具有不同的电气通信架构。如何针对模块化动力系统在复杂的整车应用中实现安全、高效的测试验证，Vector与CSM正在帮助越来越多的客户应对这一挑战。

安全

CSM对测试验证工作中涉及高压暴露的测量场景，从测量设备角度做安全防护，概念展示如图1所示。

图1：基于CAN总线的CSM高压测量模块示意图

CSM测量硬件的高压（High Voltage）安全概念通过满足如下测试标准来实现：

根据安全标准DIN EN 61010-1:2010，由认可的测试实验室进行型式认可测试；

根据安全标准DIN EN 61010-1:2010，对测量模块进行常规测试；

电磁兼容性测试(CE)；

冲击和振动测试符合DIN EN 60068-2；

防护等级测试(IP65/IP67)等。

CSM针对高压测试环境提供从传感器到测量模块的一整套硬件方案，测量硬件的安全特性包括：

根据EN 61010-1:2010进行电气隔离和加强绝缘，包括：测量通道间、测量通道与供电端、测量通道与总线接口、测量通道与外壳；

根据EN61010-1:2010标准，实现加强绝缘电气隔离下的传感器激励每通道可调；

允许在污染程度为4级的环境中使用（HV Minimodule和Breakout Module）；

附加的接地端子，用于连接车体的地线等。

高效

在实现测量高压安全的前提下，从传感器支持的多样性、安装布置的便捷性、信号分析的灵活性以及报告完成的及时性上，Vector与CSM对动力系统的热能（包括电池包温度场，电机定子和转子温度，IGBT、电容和电阻温度，冷却系统等），机械能（包括电机转速和扭矩等）和电能（包括三相高频1000V电压和1000A电流等）提供评估手段，从而形成一整套自动化测量分析方案，可以为1D能耗仿真、3D电池包温度场仿真、系统设计、控制算法开发以及用户体验等方向提供坚实的数据支持。

硬件包括CSM测量模块、高压Breakout Module（HV BM）、高压数字化电池包温度测量系统（HV DTemp）。

测量电流、电压、温度、速度、扭矩、加速度、应变、振动、流量、湿度、压力、频率等信号；

HV BM线缆承载式高压高精度测量模块，可在同一测点测量1000V电压和1000A电流（原理图如图2所示），根据客户高压部件线束接插件定制对接插头（应用实例如图3所示），以便在整车上安全可靠地测量高压模拟量信号；

HV DTemp提供数字化温度传感器，根据电池包规格、温度测点位置（如图4所示）等输入，精确定制温度场测量系统，系统概览如图5所示；

EtherCAT测量模块的单通道采样频率最高可达1MHz(1μs)；

所有测量数据都可基于IEEE 1588/PTP协议同步。