電(diàn)子測量儀器

概述
新能源(yuan)汽車由于能夠實(shí)現超低排放甚至(zhì)零排放的要求🈚，因(yin)此得到了國家政(zhèng)府和企業的高度(dù)重視，并被視爲🔴調(diao)整交通能源使用(yòng)結構和改善城市(shi)大🔞氣環境質量的(de)有效途🌍徑之一。電(diàn)力驅動及控制系(xi)統是新能源汽車(chē)的核心，主要包括(kuo)了：驅動電機，變💞頻(pin)器、動力電池。動力(lì)電池、驅動電機及(ji)✏️控制器的性能對(dui)整個電動汽車的(de)性能起到至關重(zhong)要的作用，如下圖(tú)所示。

新能源汽車(che)教學平台系統采(cǎi)用了與實際電動(dong)汽車電力驅動及(jí)控制系統類似的(de)組成部分，能夠直(zhi)觀、真實地模拟電(dian)動汽車的實際組(zu)成結構和運行工(gōng)況，并📧能夠對整個(gè)系🏃統進行測試分(fèn)析，能夠滿足在新(xīn)能源汽車領域教(jiao)學和科研中的需(xū)🏃🏻‍♂️求。

 解決問題
 直接(jie)測量變頻器（電動(dong)汽車功率調節器(qi)）輸入和輸出，逆變(bian)效率測試。
 完善馬(ma)達分析功能（選件(jian)測量扭轉、轉速、頻(pin)率、轉差率、馬達功(gōng)率）；
 測試汽車電子(zǐ)CAN總線相關數據；
 模(mo)拟電動汽車主要(yào)組成部件，可進行(háng)車載總線評估🔴；
 針(zhen)對車載的驅動系(xi)統進行評估測試(shi)；

産品組成

  高精度(du)功率分析儀：PA6000
 CAN分析(xī)儀：CANScope-Pro
 CANopen主站卡：USBCAN-2E-P
 BMS系統：ZBMS-100
 電(dian)機平台：ZMotor-100

功能特點(diǎn)
 完整的驅動模拟(nǐ)系統：包括驅動電(dian)機，變頻器以及制(zhi)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻動器，集成了高性(xìng)能的扭矩和轉速(sù)傳感器；
 基于CAN-bus（CANopen網絡(luò)）的驅動控制系統(tong)，能夠完成對驅動(dòng)系統🏃的控制和監(jiān)測；
 可以集成基于(yu)CAN-bus總線的BMS系統；
 集成(cheng)高性能的功率分(fèn)析儀PA6000，可以對整個(gè)驅動系統的評估(gū)測🙇🏻試，滿足新能源(yuan)汽車教學平台在(zài)驅動系統教學和(hé)科研中的需要；
o 驅(qū)動系統效率測試(shi)
o 變頻系統性能測(cè)試
o 動力系統性能(neng)測試
o 驅動運行工(gōng)況測試
 集成高性(xìng)能的CAN分析儀CANScope-Pro，可以(yi)對整個CAN-bus網絡進行(hang)分析測試，滿足☎️新(xīn)💜能源汽車教學平(píng)台CAN-bus網絡協議教學(xué)科研需要；
o BMS系統協(xie)議分析，教學和研(yan)究
o 驅動控制系統(tong)協議分析，教學和(hé)研究
o 新能源汽車(chē)整車協議分析，教(jiao)學和研究
o SAE J1939高層協(xié)議分析，教學和研(yan)究
o 并支持CANopen等其它(tā)高層協議分析，教(jiāo)學和研究
 提供有(yǒu)豐富的教學和開(kāi)發資料，便于教學(xué)和科研應用  設備(bèi)功🏒能介紹
1. PA6000高精度(dù)功率分析儀
PA6000高精(jing)度功率分析儀可(kě)以廣泛應用于節(jiē)能和新能源領㊙️域(yu)⛹🏻‍♀️，例如混合型電動(dòng)汽車、電動汽車等(děng)功率設備的開發(fa)和性能評估。PA6000高精(jīng)度功率分析儀可(kě)以對多相高電壓(ya)和大電流✏️進行精(jing)确測量，其功能特(te)點如下：
 采用先進(jin)的測量技術，支持(chi)DC,0.1Hz～1MHz 帶寬，保證了可靠(kao)的測量準确度，基(jī)本精度：0.02%；
 最多可以(yǐ)支持6相功率輸入(rù)，所有的輸入通道(dào)均電氣隔離，避免(miǎn)各種應用中的短(duan)路；
 同步采集所有(yǒu)相，精确測量電壓(yā)、電流和功率參數(shù)；
 提供豐富的分析(xi)功能：諧波閃變分(fèn)析、頻譜分析、采樣(yang)波形顯示和矢量(liàng)圖；
 超大容量存儲(chu)（>10G），支持長時間的數(shù)據記錄；
 可通過外(wài)部傳感器測量扭(niu)矩和轉速，用于馬(ma)達和驅動應用；
 12.1” 彩(cǎi)色液晶顯示器， 1280*800分(fen)辨率
 良好的操作(zuo)性：提供豐富、快捷(jié)的功能按鍵，并支(zhi)持觸摸屏和鼠标(biao)鍵盤控制
 簡單的(de)用戶界面确保操(cāo)作簡單、直觀；
 标準(zhun)配置和自定義配(pei)置允許用戶精确(que)設定适合👨‍❤️‍👨其應用(yòng)的相應功能；
 标配(pèi)USB、Ethernet和GPIB三種接口，可以(yi)快速、方便地連接(jie)到 PC。
 配備有PC 軟件，可(ke)用來下載數據、分(fen)析和生成報表；

采(cǎi)用PA6000功率分析儀搭(dā)建測試平台可以(yǐ)對電動汽車電力(lì)驅動系統進行精(jīng)确的評估：PA6000功率分(fen)析儀的功率測量(liang)單元可以同時對(duì)電池輸出信号、變(biàn)頻器輸🌈入輸出🔱信(xìn)号進行測量分析(xi)，同時具有電機測(ce)量單元，可以對驅(qū)動電機的轉速、扭(niǔ)矩信号進行測量(liàng)。通過控制系統的(de)配合，PA6000功率分析儀(yí)可以測量電機在(zài)不同轉速、不同轉(zhuǎn)矩下變頻器的性(xìng)能、電機的💔加速性(xìng)能等，從🌍而可以💘模(mó)拟出汽車在高速(sù)或大阻力下整個(gè)系統的性能。PA6000可實(shí)現如下功能：
 電源(yuan)輸出電壓、輸出電(diàn)流數值測量與波(bo)形顯示；
 變頻器輸(shu)入/輸出電壓值和(hé)電流值測量與波(bō)形顯示；
 轉速和扭(niu)矩信号測量與波(bo)形顯示；
 變頻器效(xiào)率測量；
 變頻器輸(shū)出信号諧波分析(xī)；
 電機效率測量。
2. CANScope-Pro CAN總(zong)線分析儀
CANScope-Pro分析儀(yi)是CAN總線開發與測(cè)試的專業工具，集(ji)海量存儲示波器(qi)、網絡分析儀、誤碼(ma)率分析儀、協議分(fen)析儀及可💃靠性🐅測(cè)試工具🌈于一身，并(bìng)把各種儀器有機(ji)的🏃‍♂️整合和關連；重(zhong)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻新定義CAN總線的開(kai)發測🔴試方法，可對(duì)CAN網絡通信正确性(xìng)、可靠性、合理👄性進(jin)行多角度全方位(wei)的評估；幫助用戶(hù)快速定位故障節(jiē)點，解決CAN總線應用(yong)的各種問🏃🏻‍♂️題，是CAN總(zǒng)線開發測試的終(zhong)極工具。

CANScope-Pro主要功能(néng)：
 CAN 示波器：捕獲CAN總線(xian)上的信号并分析(xī)；
 CAN 眼圖：對總線信号(hào)按位進行疊加顯(xian)示、統計分析；
 CAN 報文(wén)：對捕獲到的CAN幀進(jin)行顯示，提供統計(ji)報表等；
 CAN 波形：将模(mó)拟波形轉化成二(èr)進制碼流，并解碼(ma)形成CAN幀；
 網絡共享(xiang)：提供遠程多人協(xie)作分析功能；
 CANScopeEx：多種(zhǒng)應用層協議數據(ju)的發送與解析；支(zhi)持CANopen\J1939\DeviceNet\iCAN等協議。
 自定義(yì)分析：用戶可指定(dìng)協議規則，實現儀(yí)表顯示♋、趨勢圖顯(xian)示等功能。
CANScope-Pro應用在(zài)汽車電子網絡或(huo)者工業自動化網(wang)絡中如下圖所示(shi)。

CANScope-Pro可以對電動車的(de)整車CAN-bus網絡進行測(cè)試和分析，對整♍車(che)CAN-bus網絡性能進行評(ping)估。也可以借助于(yú)CANScope-Pro的完成電動車整(zhěng)車CAN-bus網絡協議的❗制(zhì)定🔆、研究等教學和(hé)科研任務。
3. 電池管(guan)理ZBMS-100 BMS系統ZBMS-100（以下簡稱(chēng)爲系統）主要用于(yú)電動車動力🔴系統(tong)🥵主要部件電池組(zǔ)的電池電壓、表面(miàn)溫度和電池組總(zong)電壓、總電流🈲的監(jiān)測。系統由監控系(xì)統主節點🔞（以下簡(jian)稱主節點）、電池檢(jian)測子節點（以下簡(jian)稱子節點）、LCD診斷儀(yi)和CAN總線網絡組成(cheng)。采集到的電容📐電(diàn)壓、電流、溫度等數(shù)據通過符合SAEJ1939協議(yì)的CAN總線與整車儀(yi)表系統連接。 系統(tǒng)特性如✔️下：

  主節點(dian)同時支持SAEJ1939、iCAN網絡協(xie)議接口；
 可同時檢(jiǎn)測18個電池單體電(diàn)壓，每個電池電壓(yā)0~5V；
 可同時檢測每組(zǔ)電池的表面溫度(dù)，檢測範圍0~100℃，誤差<1℃；
 主(zhu)節點具有電壓傳(chuán)感器接口，輸入電(dian)壓±5V，可連接電壓傳(chuan)感器🚩用于電池組(zu)總電壓測量；
 主節(jiē)點具有電流傳感(gǎn)器接口，輸入電流(liú)0~120mA，可連接電流傳🐆感(gan)器📞用于電池組總(zong)電流測量；
 主節點(dian)具有4路繼電器輸(shū)出接口，可用于控(kong)制外部風🈲機或👨‍❤️‍👨指(zhi)示燈；
 LCD診斷儀可以(yǐ)顯示系統所有電(diàn)壓、電流、溫度參數(shù)，并輸入💃報警上下(xià)限；
 系統供電：DC24V@2A；
 工作(zuo)溫度：-20~+85℃。
4. 電機平台ZMotor-100 電(diàn)機平台ZMotor-100主要包括(kuò)：動力電池，智能充(chong)電🈲機，變頻器🌈，扭矩(jǔ)傳感器，制動器，CANopen主(zhǔ)站卡USBCAN-E-P，NDAM數據采集模(mo)塊（NDAM-9020、NDAM-7404、NDAM-4400和NDAM-6608）。 CANopen主站卡USBCAN-E-P，NDAM系列(lie)數據采集模塊組(zǔ)成電機平台的控(kòng)制系統，能夠通過(guo)CANopen總線對整個電機(ji)平台進行控制，調(diào)整電機平台的運(yun)行參數。 1) 電機部分(fèn)組成 電機部分組(zǔ)成包括了：動力電(dian)✏️池，智能充電機，變(bian)頻器，扭矩傳感器(qi)，制動器。通過電源(yuan)和變頻器控制電(dian)機運行，通過制動(dòng)器可以調節電機(ji)的負載大小，扭矩(ju)傳♋感🧡器可以對電(dian)機運轉時的扭矩(ju)和轉速進行測量(liàng)。 動力電池參數：
 高(gāo)性能锂動力電池(chí)；
 标稱電壓48V
 标稱容(róng)量60Ah；
 最大放電電流(liú)2C；
 推薦充電電流20A；
 充(chōng)電限制電壓54V；
 放電(dian)限制電壓37.5V；
 工作溫(wēn)度：充電0℃~45℃，放電-20℃~45℃；
 存儲(chu)溫度：短期（1個月）-20℃~45℃，長(zhǎng)期（1年）-20℃~20℃；
 存儲濕度：＜70% 智(zhi)能充電機功能特(te)點：
 根據锂電池特(te)性設計充電曲線(xian)，提高電池安全性(xìng)和延長電池壽命(mìng)；
 保護功能齊全：過(guò)壓，過流、反接、短路(lù)、過溫；
 防護等級高(gao)：防水防塵性能好(hao)；
 智能程度高：有遠(yuǎn)近控轉換模式，方(fāng)便調試及應急充(chong)電；
 CAN通訊，可根據BMS指(zhi)令進行充電；
 充電(diàn)電壓：30V~54.7V；
 最大充電電(diàn)流：30A
 輸入功率因數(shu)高： ≥98%；
 整機效率高： ≥93%；

 工(gong)作溫度範圍寬： -30℃ ～ 75℃。 變(bian)頻器功能特點：
 額(e)定輸入電壓48V；
 連續(xu)電流85A；
 峰值電流250A；
 内(nei)置保護功能，輸出(chu)過流，過電壓，電池(chi)電壓過低，溫💞度過(guò)高等🔞保護；
 采用CAN總(zǒng)線通信；
 控制策略(luè)：矢量控制。 電機功(gong)能特點：
 電機輸出(chu)功率3KW；
 電機輸出轉(zhuan)矩15N.m；
 電機額定轉速(su)1500rpm； 扭矩傳感器功能(néng)特點：
 扭矩測量範(fan)圍：0~50N.m；
 轉速測量範圍(wéi)：0~6000rpm；
 測量精度0.5%FS；
 過載能(neng)力：150%FS；
 扭矩信号的提(ti)取方式爲應變電(diàn)測技術，動态響應(yīng)快。 制🏃‍♂️動器功能特(tè)點：
 轉矩：1~50N.m；
 轉速：0~3000rpm；
 連續(xù)運行功率3KW；
 水冷連(lián)續運行功率6KW；
 轉子(zi)爲空心鼓形轉子(zi)，慣性小，承受離心(xin)力大；
 力矩産生是(shi)由磁粉鏈的拉力(li)形成，力矩變化具(ju)有緩沖性；
 靜态轉(zhuan)矩力矩平滑，沒有(you)齒槽波動轉矩，無(wu)剩磁轉矩；
 無摩擦(ca)結構，使用壽命長(zhang)；
 操作方便，隻需調(diào)節勵磁電流即可(kě)改變力矩大小🔞。
2) CANopen主(zhǔ)站卡USBCAN-E-P
USBCAN-E-P是集成1路隔(gé)離CAN通道，支持CANopen主站(zhan)協議的USB-CAN接口卡。該(gai)設備遵循CANopen規範DS301，具(jù)有USN2.0全速接口，支持(chi)32個從站，128個RPDO和512個TPDO。在(zai)新能源汽💚車教學(xué)平台系統中USBCAN-E-P通過(guò)發送RPDO控制變頻🈲器(qì)啓停和輸出不同(tong)頻率；通過發送RPDO控(kong)制NDAM-4400輸出電壓信号(hao)控制制動器的轉(zhuan)矩；通過接受NDAM-9020發送(song)的TPDO測量轉♌速、扭矩(ju)信号和溫度信号(hao)。 USBCAN-E-P功能特點：
 遵照CANopen 規(gui)範DS301 V4.02和DS303-3進行設計；
 支(zhī)持PDO、SDO、緊急報文發送(sòng)；

  支持所有NMT網絡管(guan)理功能；
 支持所有(you)PDO通訊類型，并可實(shi)現對每個PDO 的監控(kòng)；
 主站卡硬件自動(dong)存儲緊急報文；
 一(yī)路電氣完全隔離(li)的CAN通道；
 支持5Kbps ~ 1Mbps之間(jiān)的标準波特率；
 ESD（靜(jìng)電放電）保護：IEC 61000-4-2 Level 3；
 CAN通信(xin)接口支持2KV、5/100Hz群脈沖(chong)保護；
 CAN通信接口支(zhī)持2KV、5/100Hz浪湧保護；
 内置(zhi)120歐姆終端電阻，可(kě)通過跳線選擇；
 2500Vrms電(diàn)氣隔離保護；
 工業(ye)級環境溫度：-20℃ ~ +85℃ ；
3) NDAM系列(liè)模塊 NDAM是新一代基(jī)于網絡通訊的刀(dāo)片式數據采集控(kòng)制系🐇統。采用積木(mu)化結構，簡單、靈活(huo)，通訊模🤞塊和各種(zhong)數據采集控制模(mó)塊自由組合，應對(duì)各種現場應用。NDAM系(xì)統可通過RS-485/RS-422/RS-232、以太網(wǎng)或CAN-bus等通訊方式實(shi)現⁉️對現場各種傳(chuan)感器的數據采🌈集(jí)和設備的遠程控(kòng)制。 在新能源汽車(chē)教學平台系統中(zhong)，采用NDAM-9020作爲通信模(mo)塊，該模塊以CANopen協議(yì)作爲通信☂️協議；采(cai)用NDAM-7404計數測頻模塊(kuai)采集扭矩和轉速(sù)信号；采用NDAM-9020作爲通(tōng)信模塊，該模🌍塊以(yi)CANopen協議作爲通信協(xie)議；采用NDAM-7404計數🍉測頻(pin)模塊采集扭矩和(he)轉速信号；采用NDAM-4400模(mo)拟量輸出模塊控(kòng)制制動器；采用NDAM-6608熱(re)電偶采集模塊測(cè)量電機和制動器(qi)的♍溫度。

 NDAM系列模塊(kuai)功能特點：
 32位ARM處理(li)器；
 嵌入式實時操(cao)作系統；
 ESD保護；
 支持(chi)遠程升級；
 工作溫(wēn)度範圍：-20℃～+85℃；
 工業級塑(su)料外殼，标準DIN導軌(gui)安裝。  NDAM-7404功能特點
 輸(shu)入路數：2路隔離輸(shū)入和2路非隔離輸(shū)入；
 最大計數值：32bits；
 可(kě)編程數字濾波：1~65535us；
 輸(shu)入信号頻率：非隔(ge)離通道：<100kHz；隔離通道(dào)：<1MHz；

   2路非隔離輸入電(diàn)壓：可編程門檻電(dian)壓；
 可選擇門控輸(shu)入模式，對測量值(zhí)進行捕獲；
 具有匹(pi)配超限功能，匹配(pèi)超限值獨立配置(zhi)。  NDAM-4400功能特點：
 4通道模(mó)拟量輸出；
 12位雙緩(huǎn)沖D/A轉換器；
 電壓輸(shu)出：0~10V；
 電流輸出：0~20mA/4~20mA ；
 輸出(chu)精度：±0.5% FSR；
 隔離耐壓：2500VDC。  NDAM-6608功(gong)能特點
 6路差分熱(rè)電偶隔離輸入通(tong)道；
 8種型号标準熱(re)電偶支持；
 24位高精(jīng)度ADC；
 8路隔離數字量(liàng)輸出通道；
 狀态報(bào)警輸出；
 隔離耐壓(ya)：3000 VDC。  NDAM-9020功能特點
 遵照CANopen 規(guī)範DS301 V4.02和DS303-3進行設計；
 支(zhī)持PDO、SDO、緊急報文發送(sòng)；
 支持所有NMT網絡管(guǎn)理功能；
 支持MiniUSB接口(kǒu)配置設備；
 CAN通道電(diàn)氣隔離。