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致茂Chroma 1210 電驅動總成臺架測試系統

主要特色：

• 用於新能源電機、電機控制器、變速箱、電力驅動系統的Power HIL測試

• 功率可達 500 kW
• 轉速可達 18,000 rpm
• 可實現多種動力電機安裝選項
• 系統安全集成
• 可支持Altair Activate 車輛數學模型及Model-Based 實時數學模型
• 可支持電機振動特徵偵測
• 可支援試驗件通訊格式 CAN、CAN FD、EtherCAT
• 負載電機冷卻方式 IC06 (風冷) / IC86W (熱交換器)
• 負載電機防護等級 IP23 (風冷) / IP54 (熱交換器)
• 可搭配環境艙 (選配)
• 依據標準
  • GB/T 18488.1-2015電動汽車用驅動電機系統 D一部分：技術條件
  • GB/T 18488.2-2015電動汽車用驅動電機系統 第二部分：試驗方法
  • 企業開發測試規範

應用範圍：

• 電驅動系統標定及驗證
• 系統可靠度和耐久測試
• 動態實車工況仿真測試
• 系統集成測試

致茂電子推出新型電驅動總成測試系統Chroma 1210，應用在純電動乘用或商用車與氫燃料電池混合等車型之動力系統，提供新能源汽車動力系統模擬測試，試驗件涵蓋電機、電機控制器、變速箱及電力驅動系統等。

Chroma 1210電驅動總成臺架測試系統主要用於車用動力系統的性能標定及驗證，具有載入整車動態模型用於機械部件的系統模擬驗證的能力，系統操作採手動或程序控制等方式，並可同步記錄電壓、電流、功率、轉速、扭矩、溫度等物理量參數，用以計算電機及控制器的效率並繪製雲圖曲線。測試中所產生的電力透過Chroma 17040能源回收裝置回饋到市電，並使用17040 電池模擬之功能，即時模擬車輛運行時電池的反應特性，增加驗證的可靠度。

電驅動總成臺架測試系統具備四象限運行能力，在額定轉速以下可以保持恆扭矩載入(零轉速甚至反轉)，額定轉速以上可以恆功率載入。載臺一體式機械設計，可進行全轉速範圍測試；模組化夾持具設計，可適用於不同試驗電機。

系統具有過流保護、過壓保護、欠壓保護、短路保護、電源缺相識別、系統溫度監控等保護機制及過載響應警告功能。其E-Propulsion Test 系統控制軟體具有載入DBC、關聯DBC、手動控制與監測資料等；測試介面可以實時顯示測試的瞬時值 (電壓、電流、轉速、轉矩、輸入功率、輸出功率、效率、溫度等)，並可按一定的時間 (可設定) 採集數據。同時在測試過程中曲線繪製，產出報表，包含測試過程的曲線圖 (電壓、電流、轉速、轉矩、輸入功率、輸出功率、效率、溫度等)。系統採開放式軟體管理架構，具有快速連結試驗室相關測試及安全監控之設備能力，並配置振動監控模組，同步監控臺架與試驗件運行狀態，藉以完成一體化實驗室整合及管理。

 系統組成

Load Dynamometer

負載測功機是用於測量扭矩、轉速或功率的設備,含 AC-Motor, 扭力計, 試驗臺架, 聯軸器, 保護罩, E-Motor 安裝治具。

Power Drive Unit

試驗臺架中用於控制 AC-Motor 的高性能動力驅動單元。

Data Acquisition Unit

記錄各種物理量的數據，並提供 DIO / AIO / CAN / CAN FD / EtherCAT 等界面供客戶使用。

Host Unit

可執行控制軟體 E-Propulsion Test Software，擁有系統控制、數據監控、安全告警等功能。

Battery Emulator

模擬車用電池動態充放電行為，具備能量回收功能等。

 振動監控模組 (Vibration Monitor Unit)

利用VMU實時數據採集的功能，透過數據累積方式，經過演算法自動分析、統計、判斷，讓使用者更容易地了解試驗件的運作狀態，甚至提前預知動態機械失效特徵表現，避免機械無預警損壞。產品提供轉子電機五項振動特徵監控，如下所示 :

 系統特色

系統安全保護 – 延長設備使用壽命

• 具有過流、過壓、欠壓、短路、電源缺相識別、系統內溫度監控等保護機制及過載響應警告。
• 系統控制採雙迴路保護機制(Dual loop mode protection)，有效創造安全的操作環境。
• 配置實時振動監控模組(Vibration Monitor Unit)，可同時監控電驅動總成測試系統及試驗件的運行狀態，實時數據採集並透過數據演算法進行Spectrum overall value (SOA)系統管理，如系統異常，即時反饋至控制端進行告警或停機等行為。

 數據同步量測 – 提升實驗可靠度

• 數據監控介面可實時顯示測試的瞬時值，包含電壓、電流、轉速、轉矩、輸入功率、輸出功率、效率、溫度等。

• 可同步採集數據，並依不同測試需求調整採樣頻率。
• 可選擇同步採集CAN / CAN FD資料或其他物理量訊號。

 試驗件振動特徵分析 – 減少電機品質異常

• 實時檢測–可靠的自動化故障診斷。

• 測試質量保證–持續監控試驗件並縮短用於異常品的測試時間。
• 深度學習–智能學習轉子的機械行為和檢測振動特徵，例如平衡不良，對心不良，軸彎曲，轉軸摩擦，機械鬆動等特徵。

 電驅動總成臺架測試軟體 - E-Propulsion Test

Chroma提供的電驅動總成臺架測試軟體 E-Propulsion Test，具備實時控制系統，可同步控制電機驅動器並支持CAN / CAN FD / EtherCAT等通訊格式，數據監控畫面可提供客製化服務。在動態實車工況模擬上，採用Altair Activate車輛數學模型，可匯入如NEDC、WLTP等國際測試工況進行車用動力系統的驗證。另外，透過軟體模擬車用動力電池的功能，借助實際機械動能的消耗與回充，用於驗證電池管理系統，計算整車續航力。

▲ 用戶控制畫面

▲ 數據監控畫面

E-Propulsion Test 可以測量各種電機和電機控制器，所有採集數據*同步，這種方式可以綜合分析各類型電力驅動系統(單電機、電機和發電機、2 ~ 4 輪轂電機或氫燃料混合動力系統等)，並同時考慮其他負載(暖氣、空調、24V、12V等)。典型的電動車輛測試會根據不同的駕駛情況(城市交通/長途山路)，電機控制器會工作在不同的開關頻率上，用以提高效率。而實際環境中有很多因素都會影響電動汽車的能源消耗，如環境因素包含溫度、天氣，道路品質或行駛路況(上坡、下坡、城市道路、長途山路或混和路面) ，或是不同的司機駕駛習慣而有所差異。E-Propulsion Test可以在測試過程中，同時考慮上述所有參數的影響並進行量測分析。

▲ 測試報告產出

 PHIL系統應用架構 (Vehicle Model Simulation on the Test Bench)

測試項目：

動力系統/零部件 環境適應性試驗項目

• 低溫試驗
• 高溫試驗

零部件 一般性試驗項目

• 電機超速試驗

動力系統 試驗項目

• 堵轉轉矩
• 饋電特性
• 動力系統效率
• 轉矩-轉速特性
• 蕞高工作轉速
• 峰值/持續功率
• 工作電壓範圍
• 電機控制器工作電流
• 峰值/持續轉矩
• 響應時間
• 控制精度
• 溫升試驗
• 可靠度試驗
• 系統標定和驗證
• 耐久試驗
• 車輛工況模擬驗證試驗

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 致茂Chroma 1210 電驅動總成臺架測試系統