Sistemi di misura elettrici per la mobilità elettrica - Apparecchiatura affidabile per applicazioni ad alta tensione

L’elettrificazione svolge un ruolo sempre più importante in molte classi e tipologie differenti di veicoli. I componenti di azionamento e dei veicoli sono interessati da sviluppi enormi. Questo vale in particolare per le batterie che migliorano costantemente in fatto di efficienza e dimensioni, durata e capacità di carica.

Requisiti crescenti per i processi di prova a causa dell’aumento della tensione della batteria

Per aumentare la potenza dei veicoli si tende ad aumentare le tensioni. Già oggi in commercio ci sono autovetture con una tensione di sistema di 800 V. I mezzi pesanti raggiungono talvolta tensioni di oltre 1000 V e sono già in progettazione sistemi da 1250 V o 1500 V DC. I veicoli speciali, utilizzati ad es. nell’industria mineraria, presentano tensioni perfino superiori con valori fino a 3,6 kV DC. Per consentire potenze di carica elevate è necessario aumentare la tensione. Questo perché non è possibile aumentare a piacere la corrente senza pregiudicare la maneggevolezza del cavo di carica.

In ogni veicolo elettrico e ibrido sono installati numerosi componenti ad alta tensione che, in fase di sviluppo e produzione in serie, devono essere sottoposti a prove di funzione, sicurezza e affidabilità. Inoltre, per la qualifica dei componenti sono necessari numerosi controlli per effetto degli standard vigenti nel settore automobilistico.

Perché Knick?
Per i complessi compiti di misurazione e prova, Knick offre un ricco assortimento di convertitori di separazione ad alta precisione per la misurazione di correnti e tensioni nel campo dell’alta tensione. In aggiunta, l’offerta comprende trasmettitori ad alto isolamento, rapidi e ultraprecisi per controllare i dispositivi di prova su un potenziale elettrico alto. Knick offre queste caratteristiche e specifiche in un’ampia gamma di prodotti standard, ma è anche in grado di sviluppare soluzioni specifiche per i clienti, a seconda dei requisiti specifici dell’applicazione.

Veicoli elettrici: componenti ad alta tensione

La mobilità elettrica richiede molte soluzioni di tecnologia di misura elettrica, ad esempio nello sviluppo, nella produzione e nel collaudo di componenti ad alta tensione per i veicoli elettrici (EV), nonché nella misura a bordo, nell'accumulo di energia e nel processo di ricarica.

PHIL - Emulazione dell'hardware di potenza nel loop
EOL - Test di fine linea
Screening dello stress

Molti componenti devono essere testati sotto carico. In questo caso si utilizzano processi altamente dinamici come l'emulazione dell'azionamento. Lo stress screening è anche un metodo frequentemente utilizzato per rilevare guasti in fase iniziale e ottimizzare i componenti durante lo sviluppo. L'obiettivo è garantire che tutti i componenti ad alta tensione funzionino in modo affidabile e sicuro nell'intervallo di tensione specificato in tutte le possibili situazioni di guida. Inoltre, i tempi di produzione e sviluppo devono essere ridotti sviluppando e testando i componenti in parallelo, senza che tutti i componenti adiacenti debbano essere completati.

Occorre prestare particolare attenzione a effetti quali i picchi di tensione dovuti a brusche variazioni di carico o alle capacità di accoppiamento. Inoltre, la tecnologia utilizzata per la trasmissione e l'isolamento dei segnali deve essere progettata per le alte tensioni, al fine di eliminare qualsiasi rischio per gli utilizzatori durante i test di sviluppo o di produzione. La convalida in condizioni di guida o di funzionamento estreme garantisce che il progetto specifico del sistema elettrico di bordo HV abbia riserve sufficienti per un funzionamento illimitato del veicolo.

Brochure sulla mobilità elettrica

Panoramica delle applicazioni specifiche per test e misurazione e delle soluzioni di prodotto nella mobilità elettrica

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Applicazioni in questo campo

Power Hardware in the Loop (HIL)

Con l’ausilio dei test HIL si possono valutare i prototipi di dispositivi quali, ad esempio, l’inverter di trazione, nelle diverse situazioni di batteria, carico ed errore senza che i convertitori debbano essere testati su banchi di prova o nei veicoli stessi.

Verifica dei sistemi di gestione della batteria (BMS)

I sistemi di test generano tensioni di comando in un modello di batteria per simulare le condizioni di temperatura per i sistemi di gestione della batteria e valutare la gestione termica dei BMS.

Ciclatore per batteria

Durante i test della batteria vengono simulati in continuo processi di carica e scarica (i cicli della batteria) in una configurazione HIL (Hardware in the Loop) che corrisponde ai tipici profili d’uso durante il funzionamento del veicolo elettrico. Viene misurata una serie di parametri, tra cui capacità, efficienza della batteria e autoscarica.

Verifica in linea di riscaldamenti ad alta tensione (HNH)

Le celle di prova usate nel processo di produzione sono spesso protette da involucri protettivi e rilevatori di tensione.

Misurazione della tensione DC per interfacce tra veicolo e stazione di carica

Per i veicoli commerciali elettrici a batteria è possibile una carica rapida tramite pantografi. A questo scopo è necessario un contatto tra un impianto infrastrutturale esterno (con pantografi mobili) e le barre di carica fisse sul tetto del veicolo. Un contenitore DC sul tetto contiene componenti che verificano il collegamento di carica e la tensione corrispondente oltre a creare il collegamento con gli altri sistemi di bordo.

Sicurezza elettrica nelle celle di prova dello stabilimento

Le celle di prova usate nel processo di produzione sono spesso protette da involucri protettivi e rilevatori di tensione.

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