Güç Analizörü ile Elektrikli Araçların Enerji Akış Analizi

Güç Analizörü ile Elektrikli Araçların Enerji Akış Analizi

Yeni enerji araçlarının ekonomik performansı, müşterileri en çok ilgilendiren performanslardan biri olduğundan, otomobil üreticileri de araç kilometresini artırmak için çok çalışıyor. Bu nedenle, elektrikli araçların ekonomik performansı özellikle önemlidir.

Ve Çin’in yeni enerji aracı sübvansiyonları, elektrikli araçların ekonomik performansıyla ilgilidir. Bu nedenle, OEM’ler yeni enerji araçlarının ekonomik performansını inceliyorlar. Dewesoft güç analizörü, tüm güç analizi hesaplamalarının yanı sıra elektrik gücü ve mekanik güç ölçümleri için esnek bir çözüm sunar.

Araç geliştirme sürecinde, yeni enerji araçlarının ekonomik performansını analiz etmek ve çalışma sırasında elektrikli araçların enerji hedefini ve kullanımını anlamak için, yeni enerji ve geliştirme üreticilerindeki (BJEV, Xpeng, vb.) geliştirme aşamasındaki araçlarda enerji akışı analizi yapmak ve araçlarda kıyaslama yapmak önemli olacaktır.

Bu araştırmalar, çeşitli alt sistemler arasında enerji transfer verimliliğini ve enerji tüketiminin oranını analiz ediyor, ekonomik performans analizi simülasyon modelini değiştiriyor ve makul performans göstergelerinin formülasyonuna rehberlik ediyor.

Dewesoft güç analizörü videosu-dünyanın en küçük yüksek hassasiyetli güç analizörü

 

 

 

 

 

Güç Analizi

Şebekeden gelen elektrik enerjisi elektrikli araçlara akar. Tüm araç sistemi, elektrik ve mekanik enerjinin aktarımını, dönüştürülmesini, tüketimini ve kullanımını sağlamak için güç pilleri, motor kontrolörleri, tahrik motorları ve redüksiyon dişlileri gibi güç dönüştürme cihazlarını seri olarak birbirine bağlar.

Enerji akış diyagramı ve enerji analizi teorisine göre, saf elektrikli aracın her bir parçasının çalışma verimliliği elde edilebilir.

Örneğin, güç pilinin kümülatif çıkış gücünün, güç şebekesinin toplam giriş enerjisine oranı hesaplanarak, güç pilinin bir sürüş koşulunda çalışma verimliliği elde edilebilir; akü tarafından geri kazanılan gücün aracın mevcut kinetik enerjisine oranı hesaplanarak frenleme enerjisi geri kazanım verimliliği elde edilebilir.

Çok İşlevli Çözüm

Güçlü  Dewesoft güç analizörü, gerekli ölçümlerin gereksinimlerini karşılar. Tüm güç analizi hesaplamaları ile elektrik gücü ve mekanik güç ölçümleri için esnek bir çözüm sunar.

Dewesoft X yazılımı sayesinde DAQ sistemi birden fazla işlevi tek bir cihazda birleştirir:

• Güç Analizörü
• Yanma Analizi
• Osiloskop
• RAW Veri Kaydedici
• İzgesel çözümleyici
• CAN kaydedici
• vb.

Sorunsuz veri senkronizasyonu, görselleştirme, depolama veya veri karşılaştırması sağlamak.

Gerilim ölçümü

Dewesoft SIRIUS HS (Yüksek Hızlı) HV (yüksek voltaj) kanalları, çeşitli test ihtiyaçlarını karşılayarak ±1600V ile ±20V arasında voltaj toplayabilir. Saf elektrikli binek otomobillerin akü voltajı genellikle 300V ile 420V arasındadır. Düşük voltajlı devre voltajı genellikle 12V, 24V veya 48V’dir.

Şekil 1: Dewesoft SIRIUSi-HS-4xHV-4xLV, herhangi bir sinyal ve sensöre bağlanabilen çok yönlü, güçlü, yüksek hızlı ve yüksek bant genişliğine sahip bir USB ve EtherCAT veri toplama sistemidir

Yüksek Akım Ölçümü

Pilin deşarj hızı genellikle 1C’nin altındadır. Araç hızla hızlanırken, tepe deşarj hızı yaklaşık -300A ~ + 500A’lık bir akıma dönüştürülen 2C veya daha fazlasına ulaşabilir.

Müşterilerin akım sensörünü hızlı bir şekilde kurması gerekir, bu nedenle ± 500A aralığı ile DS-CLAMP-500DCS yüksek hassasiyetli açık döngü akım pensini seçerler.

Şekil 2: DS-CLAMP-500DCS, bir fluxgate sensör tipidir. Her biri ölçüm ortamına ve ölçülmesi amaçlanan akım aralığına uyarlanmış çeşitli yöntemler için farklı akım sensörleri ve akım transdüserleri mevcuttur.

Alçak Gerilim ve Küçük Akım Ölçümü

Elektrikli araçlarda ışıklar, radyolar, soğutma fanları, soğutma suyu pompaları vb. gibi bazı düşük voltajlı elektrik yükleri vardır. Çalışma akımları yaklaşık 2A ~ 40A ve çalışma voltajı 12V veya 24V’dir.

Sigorta kutusuna takılan DN-SHUNT-XXA akım sensörü tarafından toplanır ve montajı kolay olan orijinal sigortanın yerine geçer.

Şekil 3: Dewesoft’un DS-SHUNT-10A akım sensörü sigorta kutusuna monte edilmiştir

 

 

Mekanik enerji ölçümü

Müşterinin, elektrik motoru ve redüktörün enerji dönüşüm verimliliğini hesaplamak için yarım milden mekanik enerji çıkışını izlemesi gerekir.

Dönen bir nesnenin gücü, 9550’ye bölünen tork ve hızın çarpımına eşittir. Tork ölçümü, yüksek doğruluk ve düşük sinyal gürültüsüne sahip kablosuz bir şaft tork sensörü kullanır. Tekerlek hızı, dijital artımlı takometre kullanılarak ölçülür.

Şekil 4: Güç denklemi

Saf elektrikli araçlar, güç pillerinden gelir ve tek bir enerji kaynağı sistemine aittir. İletim yolu nispeten basittir. Araç çalışırken, güç aküsü, depolanan elektrik enerjisini bir Güç Dağıtım Birimi (PDU) aracılığıyla Motor Kontrol Birimine (MCU) iletir.

MCU, motorun çalışmasını sağlamak için yüksek voltajlı DC’yi yüksek voltajlı AC’ye dönüştürür. Motor, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür ve aracı sürmek için redüktör vasıtasıyla tekerleklere iletir.

Fren enerjisi geri kazanım işlevine sahip tamamen elektrikli bir araç için, kinetik enerjinin bir kısmı, tekerlekler ve frenleme sırasında redüksiyon dişlisi şanzımanı aracılığıyla tahrik motoruna iletilir. Bu arada motor, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir jeneratör rolünü oynar, daha sonra motor, elektrik enerjisini depolamak için güç aküsüne verir.

Ayrıca, düşük voltajlı sistemin normal çalışmasını sürdürmek için, 12V düşük voltajlı pilin gücü kısaysa pil yönetim sistemi DC/DC dönüştürücü aracılığıyla güç pilinin bir kısmını şarj edecektir.

Şekil 5: Elektrikli araç güç aktarma organları

Dewesoft güç analizörü bu ölçümü karşılar. Her bir enerji transfer yoluna sensörler takılarak gerilim ve akım elde edilebilir.

Dewesoft X güç modülü, anlık gücü gerçek zamanlı olarak hesaplayabilir ve aktarılan enerjiyi entegre edebilir. Aynı zamanda, pozitif enerji ve negatif enerji hesaplanabilir.

Basit formüller yazmak için Matematik kullanılarak dönen mekanik enerjinin gücü hesaplanabilir. Ve integral fonksiyonunu kullanarak enerji elde edebilirsiniz. Bu sayede veriler gerçek zamanlı olarak çıktı alınabilmekte ve testten hemen sonra sonuçlar alınabilmektedir.

Şekil 6: DEWESoftX yazılımdan bir görüntü

 

Sonuç

Bu çözüm, Çin’de giderek daha fazla sayıda yeni enerji aracı Ar-Ge kurumu tarafından kabul edildi. Çin’deki yaklaşık 30 otomobil şirketi şu anda elektrikli araç enerji akışını analiz etmek için Dewesoft güç analizörlerini kullanıyor ve müşteri sayısı hala artıyor.

Kompakt boyutu nedeniyle DAQ ekipmanı, yerleşik testler ve tezgah testleri için kullanılabilir ve yazılımın kullanımı çok kolaydır.

Şekil 7: Dinamometre üzerinde bir araç testi

Dewesoft DAQ donanımı esnektir ve yazılımın kullanım kolaylığı müşteriler için en tatmin edicidir. Güç analizörü, Fren Testi gibi diğer eklentilerle de kullanılabildiğinden, müşteri, güç performans testi veya fren testi sırasında motor tepki sürecini ve enerji geri kazanımını analiz edebilir. Ayrıca çözüm, hibrit araçları ve hidrojen yakıt hücrelerini test etmek için genişletilebilir.