Sponsorisé par Hioki.
L’un des principaux défis du développement des véhicules électriques à batterie (VEB) est d’augmenter l’autonomie grâce à une meilleure efficacité énergétique. Contrairement aux combustibles fossiles, les batteries ont une densité énergétique plus faible, ce qui nécessite des batteries de grande capacité pour correspondre à l’autonomie des moteurs à combustion interne, ce qui augmente le poids du véhicule et diminue l’efficacité énergétique. Il est donc urgent que les VEB atteignent une plus grande autonomie avec moins de batteries.
L'amélioration de l'autonomie avec moins de batteries repose sur l'amélioration de l'efficacité énergétique grâce à des groupes motopropulseurs à haut rendement et miniaturisés. Un rendement élevé réduit les pertes du groupe motopropulseur, tandis que la miniaturisation réduit le poids du véhicule et les pertes de conduite. Par conséquent, un rendement élevé et une miniaturisation des systèmes d'entraînement des moteurs sont essentiels dans l'électrification automobile. Cela nécessite une mesure précise de la puissance d'entrée/sortie des onduleurs et de la puissance du moteur pour comprendre l'efficacité et les pertes.
L'adoption de semi-conducteurs à large bande interdite comme le SiC (carbure de silicium) et le GaN (nitrure de gallium) a récemment augmenté les fréquences de commutation des onduleurs, réduisant ainsi les pertes et offrant de nouvelles opportunités pour la conception et l'évaluation des performances des onduleurs. Cependant, ces progrès entraînent de nouveaux défis en matière de mesure, créant une demande de mesures de puissance à large bande et de haute précision que les méthodes traditionnelles ne peuvent pas satisfaire. Découvrez comment nous relevons ces nouveaux défis et révolutionnons le développement des véhicules électriques.
Le défi
Les ingénieurs en véhicules électriques qui sont en première ligne pour améliorer l'efficacité des onduleurs et des moteurs sont souvent confrontés à plusieurs défis importants :
- Écarts entre les simulations et les mesures réelles : Les modèles théoriques et le fonctionnement dans le monde réel peuvent différer, ce qui complique l’optimisation de la conception.
- Variabilité de mesure : Des données incohérentes dans des conditions identiques et des résultats différents en fonction de facteurs environnementaux peuvent nuire à la fiabilité.
- Erreurs de mesure à haute fréquence : Les méthodes conventionnelles sont confrontées à des erreurs dues aux fréquences de commutation à haute fréquence dans les onduleurs, ce qui rend difficile l'obtention de lectures précises.
Ces défis sont en grande partie dus aux erreurs de mesure des composants haute fréquence introduites par la fréquence de commutation des onduleurs. Les formes d'onde de tension et de courant des onduleurs peuvent être segmentées en deux bandes de fréquences principales : l'onde fondamentale et ses composantes harmoniques à 1 kHz ou moins et la fréquence de commutation et ses composantes harmoniques allant de plusieurs dizaines de kHz à plusieurs centaines de kHz. Alors que les analyseurs de puissance généraux peuvent mesurer avec précision la bande de fréquence inférieure, ils ont du mal avec la bande de fréquence supérieure, ce qui entraîne des erreurs de mesure importantes. Par conséquent, la mesure précise de la puissance haute fréquence est cruciale dans le développement des onduleurs, et des instruments de mesure appropriés capables de gérer de telles mesures sont essentiels.
Répondre aux besoins des onduleurs modernes
1. Précision
L'erreur de phase est l'un des facteurs les plus importants contribuant aux erreurs de mesure dans le domaine de l'énergie haute fréquence. Les analyseurs de puissance traditionnels associés à des capteurs de courant standard introduisent souvent des erreurs de phase importantes à haute fréquence, ce qui nuit à la précision des mesures des fréquences de commutation et de leurs composantes harmoniques. Cependant, Hioki a l'avantage de développer ses capteurs de courant, ce qui permet une compréhension complète de leurs caractéristiques uniques. Cette connaissance approfondie permet une correction de phase exceptionnelle, garantissant des mesures précises même dans les domaines haute fréquence. Cette prouesse augmente considérablement la précision de l'évaluation des caractéristiques haute fréquence des systèmes d'entraînement des onduleurs et des moteurs, renforçant ainsi la fiabilité des évaluations de développement et de performance.
2. Stabilité
L'un des principaux facteurs d'instabilité des mesures est le repliement. Les analyseurs de puissance classiques, avec une fréquence d'échantillonnage de 10 MHz et une bande de fréquence de 10 MHz, n'atteignent pas la fréquence d'échantillonnage requise (au moins le double de la bande de fréquence pour des mesures précises), ce qui entraîne des erreurs de repliement. À l'inverse, le PW8001 de HIOKI bénéficie d'une fréquence d'échantillonnage impressionnante de 15 MHz, prenant en charge la mesure à large bande de 5 MHz et empêchant efficacement le repliement. Cela garantit des résultats cohérents et fiables, même pendant des périodes de mesure prolongées.
3. Reproductibilité
Les capteurs de courant généraux peuvent présenter des valeurs de mesure fluctuantes dans les plages de haute fréquence en raison de l'influence de la position du conducteur. Si les valeurs de mesure diffèrent à chaque fois, cela peut être dû à un mauvais alignement de la position du conducteur. Les capteurs de courant HIOKI utilisent une structure de bobine et de blindage unique, permettant des mesures qui ne sont pas affectées par la position du conducteur, même dans les plages de haute fréquence. Cette innovation permet des mesures reproductibles et précises.
Faites évoluer vos projets de véhicules électriques
Le PW8001 de Hioki se distingue des testeurs traditionnels en fournissant des mesures de puissance haute fréquence précises, stables et reproductibles. Pour les ingénieurs et les passionnés de véhicules électriques qui se consacrent à l'avancement de la technologie des véhicules électriques, le PW8001 est un outil indispensable qui garantit précision et fiabilité dans le développement du groupe motopropulseur.
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