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。
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