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Technologie de mesure électrique pour la mobilité électrique : des équipements fiables pour les applications à haute tension

L’électrification joue un rôle de plus en plus important dans de multiples catégories et types de véhicules. Les composants des entraînements et des véhicules font l'objet d'évolutions fulgurantes. C'est en particulier valable pour les batteries qui ne cessent de s’améliorer, tant sur le plan de l’efficacité et de la taille que sur celui de la durée et de la capacité de recharge.

Exigences accrues concernant les procédures de test en raison de l’augmentation des tensions des batterie

Afin d’améliorer la performance des véhicules, la tendance est clairement aux tensions plus élevées. Aujourd’hui, il est d’ores et déjà possible d’acheter des véhicules particuliers avec une tension système de 800 V. Certains poids lourds atteignent des tensions de plus de 1 000 V ; des systèmes de 1 250 V ou 1 500 V CC sont déjà en cours de planification. Les véhicules spéciaux, tels que ceux utilisés dans les mines, affichent des valeurs encore plus élevées allant jusqu’à 3,6 kV CC. Afin de permettre de meilleures performances de recharge, il faut augmenter la tension. En effet, le courant ne peut pas être augmenté à l’infini, parce que le câble de charge doit rester maniable.

Dans chaque véhicule électrique et hybride, de nombreux composants à haute tension montés dont le bon fonctionnement, la sécurité et la fiabilité doivent être contrôlés au cours de leur développement et de leur production en série. En raison des normes en vigueur dans le secteur automobile, des tests complets sont en outre requis pour la qualification des composants.

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Pourquoi choisir Knick ?
Pour les opérations de mesure et de test exigeantes, Knick propose une vaste gamme de convertisseurs séparateurs très précis permettant de mesurer les courants et les tensions qui relèvent de la haute tension. Des convertisseurs de mesure très précis, rapides et hautement isolés sont également disponibles pour la commande d’appareils de test à haut potentiel électrique. Ces caractéristiques et spécifications sont disponibles chez Knick dans un large éventail de produits standards, mais Knick est aussi à même de développer des solutions sur mesure en fonction des exigences spécifiques de l’application du client.

Véhicules électriques : composants à haute tension

La mobilité électrique requiert de nombreuses solutions de technologie de mesure électriques, par exemple lors du développement, de la production et du contrôle des composants à haute tension pour le véhicule électrique (EV) ainsi que pour les mesures embarquées, le stockage d’énergie et le process de recharge.

  • PHIL – Power Hardware in the Loop Emulation
  • EOL – End-of-Line Testing
  • Stress Screening

De nombreux composants doivent être testés sous charge. Des process très dynamiques, tels que l’émulation de l’entraînement, sont utilisés à cet effet. Le test sous contrainte (stress screening) est une autre méthode fréquemment utilisée pour détecter rapidement les défaillances et optimiser les composants pendant leur phase de développement. L’objectif est que tous les composants haute tension fonctionnent de manière fiable et sûre dans leur plage de tension spécifiée, et ce, dans toutes les situations de conduite imaginables. De plus, cela permet normalement de réduire les durées de fabrication et de développement en développant et en testant les composants en parallèle, sans que tous les composants adjacents soient achevés.

Il faut alors faire particulièrement attention aux effets tels que les pics de tension liés à des changements abrupts de la charge ou aux capacités de couplage. La technologie utilisée pour la transmission des signaux et la séparation doit aussi être adaptée aux tensions élevées afin de pouvoir exclure tout risque pour l’utilisateur durant les tests des phases de développement ou de production. La validation dans des conditions extrêmes de conduite ou de fonctionnement garantit que le design spécifique du réseau embarqué haute tension dispose de réserves suffisantes pour assurer le fonctionnement intégral du véhicule.
Brochure sur la mobilité électrique


Aperçu des applications et solutions de produits spécifiques aux tests et aux mesures pour la mobilité électrique

Applications correspondantes

Power Hardware in the Loop (HIL)
Grâce aux tests HIL, il est possible d’évaluer des prototypes d’appareils tels que des onduleurs de traction dans différentes situations de batterie, de charge et d’erreur, sans devoir tester les convertisseurs eux-mêmes sur les bancs d’essai ou dans les véhicules.
Test des systèmes de gestion de batteries (BMS)
Les systèmes de test génèrent des tensions de commande dans un modèle de batterie afin de simuler les conditions de température pour les systèmes de gestion de batteries et d’évaluer la gestion de la température du BMS.
Cycleur de batterie
Pendant les tests d’une batterie, les opérations de charge et de décharge (les cycles de la batterie) sont simulées en continu dans une configuration HIL (Hardware in the Loop), qui correspond aux profils d’utilisation typiques associés au fonctionnement du véhicule électrique. Une série de paramètres sont alors mesurés tels que la capacité, l’efficacité de la batterie et l’autodécharge.
Test en ligne des chauffages haute tension (HVH)
Les cellules d’essai utilisées durant le process de fabrication sont souvent protégées par des enveloppes protectrices et des détecteurs de haute tension.
Mesure de la tension CC pour les interfaces entre le véhicule et la station de recharge
Les véhicules utilitaires à batterie électrique peuvent être rechargés rapidement avec un pantographe. Cela requiert un contact entre une infrastructure externe (avec un pantographe mobile) et des rails de charge fixes installés sur le toit du véhicule. Un conteneur à CC sur le toit renferme des composants qui vérifient la connexion de charge et la tension correspondante ainsi qu’établissent la connexion aux autres systèmes embarqués.
Sécurité électrique dans les cellules d’essai en usine
Les cellules d’essai utilisées durant le process de fabrication sont souvent protégées par des enveloppes protectrices et des détecteurs de haute tension.

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P15000 Isolated Standard Signal Conditioner | Input and Output 0(4) … 20 mA or 0 … 10 V | Isolation up to 1000 V
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P29000 Amplificateur séparateur haute tension / Convertisseur de mesure | À commutation calibrée
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