如何有效提升符合 LV123 汽車標準的測試
如何有效提升符合 LV123 汽車標準的測試
EA Elektro-Automatik的可程式化雙向寬範圍直流電源供應器，結合EA的電源控制軟體，為電動車和混合動力車提供快速、準確且經濟高效的方式，來測試其高壓電子系統是否符合LV123標準。
簡述LV123
LV123 是一項針對汽車開發的測試標準，用於測試混合動力電動車輛和電動車輛中高壓 (HV) 元件的電氣特性和安全性。這些測試涵蓋一系列電子系統，包括 DC/DC 轉換器、車載充電器、逆變器、電池等。為確保汽車系統能持續運作，這些測試模擬元件可能遇到的極端真實世界條件，例如低於或高於正常值的輸入電壓或輸出需求。本篇文章將回顧 LV123 規格，並說明 EA Elektro-Automatik (EA) PSB 10000 獨特的特性，這是一台可程式設計、寬範圍、雙向直流電源，是 HEV 和 EV 應用中進行 LV123 測試的理想解決方案。
LV123 電氣測試標準屬於所有德國電動車製造商（BMW、奧迪、戴姆勒、福斯和保時捷）採用的測試要求清單。作為高壓電子系統的 OEM商，他們必須證明其產品符合 LV123 標準要求。這種系統性方法和測試參數的定義，使參與者能夠交換認證結果，並提高 OEM 之間產品認證的可比較性。LV123 測試條件定義特定操作場景下的輸入電壓變化。這些場景描述了 HV 元件的運作狀態，從「完全運作」到合格的運作狀態。明確的目標是確認任何通過 LV123 認證的元件或系統，在非標準運作條件下都不會失效。
LV123測試條件和測試序列 LV123以有條理的方式涵蓋HV（60-1500VDC）系統。下表概述了LV123中明確規定的測試限制，且定義了HV狀態操作範圍（B1-B4）中的每個範圍。
為了有效地測試產品是否符合LV123，被測試的設備應該受到模擬負載的影響。例如，電池充電器（配置為恆流或恆壓輸出）應該被測試模擬電池充電程序。一個恆壓輸出的DC-DC轉換器應該連接到真實的負載電池或是一台可編程的DC電子負載。進行LV123測試包括一系列測試，其中施加到被測設備的電壓從一個操作範圍條件變化到另一個。這些測試會使電氣元件處於類似於EV和HEV汽車在操作中可能遇到的條件。
下面４張圖為LV123測試標準定義的測試範例。在各種情況下，輸入電壓從一個條件（Bx）移動到另一個條件。每個條件的持續時間和條件之間的過渡時間（斜率）都有被定義。所以需要一台可編程的直流電源供應器，用很簡單的方式來生成這些複雜序列以便進行測試，並且可以模擬待測設備的各種輸出需求。
PSB 10000 功能和特點
EA-PSB 10000 雙向直流電源供應器非常適合 LV123 測試。 EA 電源控制軟體可以簡單的辦到，如上圖中為 LV123 的波形，通常使用 PSB 10000 雙向直流電源或其他可程式化直流電源供應器中的“任意波形發生器”功能來進行編程。此功能可實現對測試序列中步驟的數量和類型進行幾乎無限的控制。但在 LV123 測試的情況下，PSB 10000 雙向直流電源供應器結合 EA “電源控制”應用軟體提供了一種更為便利的方法。
EA的Power Control基於PC的軟體包含一個“automotive”功能，具有幾個預定義的LV123測試序列。這些序列中，每個都根據標準中定義的參數來定義測試電壓序列。特定的測試序列可以被自動生成，然後上傳到PSB 10000。下圖顯示PC上的“function generator 函數發生器”功能。在選擇“automotive”選項和“LV123”模式後，會呈現所選LV123測試序列的設置詳細信息。只需在第1步中選擇測試和電壓範圍，然後點擊“計算”，軟體將自動填寫第2步的參數：序列設置。循環次數在“控制設置”面板中指定。該面板還允許顯示測試配置的圖形表示。最後，測試序列可以通過以太網或USB上傳到PSB 10000。
真正的寬範圍輸出功能
在特定LV123測試序列期間，可以應用各種不同的電壓範圍。PSB 10000系列可以從單一裝置提供高達2000 VDC的電壓，以滿足廣泛的電壓要求，並具有自動範圍輸出功能。自動範圍是指可編程的直流電源在廣泛的輸出電壓和電流條件下提供其標定最大功率的能力。此自動範圍功能不同於更常見的“矩形”電源供應。矩形電源供應可以在矩形框限制範圍內的任何電壓/電流組合下運行。供應的功率額定由最大電壓和最大電流的單一點界定。相比之下，自動範圍供應可以在一個大範圍的電壓和電流組合的致密區域內提供最大額定功率。如果直流可編程電源供應沒有自動範圍功能，則需要使用功率更高的供應，這不僅會增加費用，還會在單元以較低功率運行時產生廣泛的效率變化。
負載能源回收
PSB 10000 電源供應器還可以充當再生式電子負載。具有再生輸出的電子負載提供預定的負載配置文件，並具有用於將電源返回到交流電源的內部微逆變器。實現再生負載的秘訣在於後端轉換系統。直流能量流入直流-直流轉換器，該轉換器與直流-交流逆變器（電流源）相連，然後與配電網同步以回收能量。這項技術類似於與電網連接的光伏逆變器。
使用EA PSB 10000雙向直流電源進行LV123測試的範例
下圖描述了DC-DC轉換器的完整測試設置，其中包括： 右方的PSB 10000可程式直流電源供應器，輸入是可用的交流電，輸出是編程的LV123直流輸出序列。 被測試的設備（DC-DC轉換器），再連接至PSB 10000可程式直流負載裝置，配備。這個單元的輸入是被測試物的輸出。它為特定的被測試物提供模擬負載設定。輸出是再生能源的交流電力返回到交流電網。
結論
歐洲汽車測試標準LV123是一個明確定義的流程，允許電子原始設備製造商對其設備和系統進行合格評估，以便被所有主要歐盟汽車製造商採購。利用 EA Elektro-Automatik的PSB 10000雙向可編程直流電源，及第二台PSB 10000作為回饋電子負載，加冮EA的電源控制軟體，是對LV123測試的優化方法。讓原始設備製造商能夠高效且具成本效益地對其設備進行指定的測試。
PSB 10000系統的獨特功能和功能的組合使其成為此應用的理想選擇。其中包括以下好處：
- 將電源、電子負載和函數產生器結合為一個設備
- 預設的電源控制軟體LV123測試序列，讓設定更方便。
- 真正的寬範圍讓可處理各種電壓/電流組合的廣泛變化
- 電子負載的再生輸出將高達96%的測試功率送回電網。