Система тестирования инверторов от NI (ITS NI)

Аппаратная проверка (HIL) электронных блоков управления (ЭБУ) тягового инвентора электрических транспортных средств.

В автомобилестроении большую роль играют тестовые системы HIL, способные масштабироваться в соответствии с потребностями тестировщиков и разработчиков и позволяющие оптимизировать рабочие процессы, чтобы соответствовать жестким временным рамкам и графикам работ.

Снижение стоимости тестирования также является очень важным аспектом, поэтому важно проводить тестирование оборудования на ранних этапах цикла разработки для снижения затрат на динамометрические и полевые / дорожные испытания.

На уровне предложения контроллер инвертора тяги считается мозгом трансмиссии электромобиля и требует широких возможностей моделирования динамических характеристик, чтобы действительно проверить функциональность (логику) и производительность контроллера с высокой степенью точности. Благодаря открытой технологии FPGA NI занимает уникальное положение для моделирования компонентов силовой электроники (двигателя и силовой электроники инвертора) в достаточно быстрой временной области для достижения указанной точности.

Система тестирования инверторов (ITS), разработанная NI может служить основой (платформой) для систем тестирования HIL и расширения вашего охвата для более широких возможностей тестирования силовой электроники.

Инженеры-проектировщики и тестировщики тяговых инверторов должны тестировать инверторы гибридных и электрических транспортных средств на предмет наличия программного обеспечения и электрических функций на уровне сигнала с помощью симулятора с обратной связью. Физические испытания с помощью динамометра являются дорогостоящими, ограниченными по охвату тестами и представляют потенциальные проблемы безопасности и риски для дорогостоящего испытательного оборудования. В сочетании с проблемой быстро развивающихся тестируемых устройств (DUT) становится все труднее удовлетворить жесткие требования времени вывода продукта на рынок.

Система тестирования инвертеров (ITS), разработанная NI, предназначена для моделирования всех компонентов трансмиссии электромобиля для проверки работы электронных блоков управления (ЭБУ) тягового инвертора в широком диапазоне вариаций параметров для более полного охвата испытаний

Ключевые характеристики

• Имитация всех компонентов силового агрегата электромобиля для HIL-тестирования контроллеров тягового инвертора на уровне сигнала.
  Предварительная конфигурация для тестирования 1, 2 или 4 устройств DUT.

• Быстрое развертывание с использованием существующих сторонних моделей, инструментов и рабочих процессов для соблюдения жестких графиков поставки

• Совместное моделирование электромеханических моделей, динамики транспортных средств и моделей аккумуляторов во многих временных диапазонах с частотой до 4 МГц для более точного тестирования
  Вставка ошибок для моделирования обрывов и коротких замыканий в оборудовании, а также сетевых сообщений в программном обеспечении, что позволяет проводить более всестороннее тестирование.

• Проверка работоспособности ЭБУ в различных условиях, включая экстремальные условия, которые трудно воспроизвести в реальном мире.

Технические характеристики

Описание сигнала	Диапазон сигнала	Кол-во базовых конфигураций	Кол-во конфигураций 2-DUT	Кол-во конфигураций 4-DUT
Фазный ток двигателя (3 фазы)	+/- 10 В (с FIU)	1	2	4
Фазовое напряжение двигателя (Vab, Vbc)	+/- 10 В (с FIU)	1	2	4
Резольвер (1 дифф. AI, 2 дифф. AO)	+/- 10 В (с FIU)	1	2	4
Запасные аналоговые входы FPGA	+/- 10 В (с FIU)	5	4	8
Запасные аналоговые выходы FPGA	+/- 10 В (с FIU)	11	4	8
Входы ШИМ (PWM) привода затвора инвертора (6 входов)	от 0 до 50 В (с FIU)	1	2	4
Запасные высокоскоростные цифровые выходы ПЛИС	от 0 до 50 В (с FIU)	10	4	8
Запасные цифровые выходы ПЛИС (10 МГц)	от 0 до 50 В | 32 мА	16	16	32
Запасные дифференциальные аналоговые входы	от 0 до 50 В | 32 мА	16	16	32
Запасные аналоговые выходы	+/- 10 В	0	16	16
Запасные цифровые входы-выходы	+/- 10 В	0	32	32
Запасные дифференциальные аналоговые входы	5 В TTL	0	48	48
Резисторные каналы	от 10 Ом до 1 МОм	0	16	16
CAN или LIN		3	5	6
Блоки питания RMX (432 Вт)	от 0 до 30 В | От 0 до 12 А	0	1	2
Блоки питания RMX (420 Вт)	от 0 до 60 В | От 0 до 7 А	1	1	2
Слоты для запасных блоков питания		5	4	2
Запасные слоты SLSC		8	4	0
Запасные слоты PXI		15	13	12

* Конфигурация 4-DUT может потребовать дополнительных усилий по интеграции ПО.

Поддержка программного обеспечения

Драйверы:

Все драйверы, необходимые для NI ITS, включены в набор инструментов Inverter Test System Software Toolkit вместе с дополнительными надстройками интеграции для программного обеспечения NI VeriStand и MathWorks Simulink^®.

Система тестирования инвертеров (ITS), разработанная NI, предназначена для моделирования всех компонентов трансмиссии электромобиля для проверки работы электронных блоков управления (ЭБУ) тягового инвертора в широком диапазоне вариаций параметров для более полного охвата испытаний

Программное обеспечение:

VeriStand: В системе тестирования инверторов NI ITS используется VeriStand 2020 для разработки и развертывания в системе. VeriStand входит в состав программного обеспечения NI Inverter Test System Software Suite.

TestStand: Заказчик может использовать TestStand для автоматизации своих последовательностей в системе тестирования инверторов ITS в реальном времени, однако это не является обязательным требованием и не входит в программный пакет Inverter Test System Software Suite.

Дополнения (обязательно):

Надстройка силовой электроники на базе FPGA(FPGA-based Power Electronics Add-On) для VeriStand: требуется для моделирования схем силовой электроники в реальном времени. Это не входит в комплект программного обеспечения системы тестирования инвертора.

Решающая программа для силовой электроники в реальном времени (Opal-RT eHSx64 Real-Time Power Electronics Solver): используется для создания прошивки силовой электроники для целей FPGA. Это не входит в комплект программного обеспечения системы тестирования инвертора.

Ценностное предложение

Система тестирования инвенторов NI ITS разработана, чтобы сократить время вывода на рынок ЭБУ тягового инвертора за счет оптимизации рабочих процессов проверки. Упрощение вызова, настройки и установления связи между контроллером инвертора и тестовой системой HIL поможет новаторам быстрее продвигаться в процессе проектирования продукта. В частности, у нас лучшая производительность модели FPGA (партнерство с OPAL-RT) и лучшая интеграция с инструментами Simulink ™.

Вопросы и ответы

1. Как выглядит интеграция с MathWorks Simulink?

• NI направили значительные усилия, чтобы сделать ингерацию существующих моделей в ITS максимально удобной. Возможности набора инструментов ITS включают:
• Создание модельных шин для передачи данных с малой задержкой между Simulink и ITS.
• Пользовательский целевой файл системы для компиляции и развертывания моделей на целевой платформе LinuxRT.
• Подключение к развернутым и работающим моделям через внешний режим

2. Какие датчики поддерживаются?

• В настоящее время есть поддержка резольверов, энкодеров, датчиков Холла, AMR и GMR.

3. Какие скорости цикла моделирования можно достичь?

• В настоящее время поддерживается скорость цикла в режиме реального времени (RT) до 20 кГц, планируемая цель — достичь поддержки скорости цикла 50 кГц в RT.
• Частота цикла FPGA может достигать 4 МГц в зависимости от размера вашей модели.

4. Как подключить ITS к тестируемому устройству инвертора?

• ITS поставляется с массовым межблочным соединением панели Virginia с использованием их стандартных разъемов iCON. Мы предоставим номера и схему контактов разъема в нашем руководстве пользователя ITS для клиентов, которые хотели бы сделать это самостоятельно, или мы можем разработать кабельное решение, соответствующее Вашим потребностям.

5. Можно ли использовать систему с другим прикладным программным обеспечением NI?

• Да. В комплект программного обеспечения входит VeriStand, а также есть встроенная интеграция для использования других программных платформ NI, таких как LabVIEW для моделирования, TestStand для автоматизации и SystemLink для управления активами предприятия и анализа данных.