电动传动系统控制和校准

HBK电动动力总成测试解决方案为汽车制造商和供应商提供了一套完整的实时测试和测量工具，简化评估过程，并快速有效地提供可操作的见解。我们的电动动力总成测试设备能大幅降低测量不确定性，为传动系统效率和性能优化提供可靠的测量结果，最终改善驾驶体验。

内容

概览

了解和优化车辆动力总成系统性能- 需要从动力源（或模拟器）到车轮法兰- 需要工程师进行 HIL 模拟仿真，并进行真实的物理测试。通过台架试验验证虚拟仿真提供的设计参数，验证各子系统之间的相互作用，并对系统及其控制进行了校准，从而帮助工程师优化传动系统效率和性能。

HBK 提供的电动动力总成测试解决方案是一个传感器、仪表和软件的组合，能将电动汽车（EV）动力系统作为一个集成系统进行分析。帮助工程师能够简化混合动力和电动汽车动力系统的复杂性，应对系统验证的挑战，并提供评估和优化所需的测试和分析技术。

HBK 针对电动汽车发展的经济现实，设计了电动动力总成测试解决方案 - 简便的系统配置，精确的数据用于评估分析，高效的数据收集、存储和传输策略，并可与IT系统以及公司产品开发过程高效集成。

Get into production faster: HBK provides EV engineers with flexible and extensible solutions for validation of powertrain designs and verification of prototypes. — 更快地投入生产：HBK为电动汽车工程师提供灵活和可扩展的解决方案，用于动力总成系统设计和原型验证。单击获取 eDrive 产品手册。

动力总成系统分析

复杂混合动力和电动汽车动力系统的分析解决方案

Perception 8 Tesla 3 Example Configuration — 一个电池，两个逆变器，两个电机：特斯拉 model 3 说明了电动汽车的复杂性和测试台工程师面临的挑战。（单击放大）

电动动力系统可用于各种类别的车辆：从小型到大型乘用车；从轻型货车到铰接式16轮卡车；从叉车到越野和工程车辆。

即使在同一类别的车辆中，电动动力总成系统也常常以不同的方式实现。例如，在乘用车中，被测动力系统可能从带有两个驱动轮的单e轴到带有四个驱动轮的双e轴，再到两个（或更多）的轮毂电机。因此，静态试验台上的动力系统分析可能涉及一个和四个电机、一个和四个逆变器以及两个和四个测功机。现代电动动力总成系统需要一种既灵活又可扩展的传动系统测试和测量解决方案。

电动动力总成验证的新挑战

在电动动力总成系统测试期间，需要检查一系列问题，主要目的是优化性能，同时最大限度地降低功耗：

动力总成系统是否具有该车辆规划和要求的特性？
动力系统的实际性能是否与模拟的预测相符？
不同供应商的子系统是否如预期的那样有效地结合在一起？
高压传动系子系统是否如预期那样与低压控制电子设备相互作用？
如何校准子系统以达到目标效率参数的所需性能？
控制系统是否能提供潜在车辆购买者所需的驾驶体验？

Drive Cycles — 驱动循环，描述了真实世界的场景。在测功机上回放，可以用来研究功率、效率和性能。点击了解“瞬变过程中电功率测量”。

HBK方案一个重要特点是能在瞬态过程中精确测量动态功率。美国环境保护署（EPA）试验和欧洲WLTP（全球轻型车辆试验程序）中，以负载阶跃、升程和降程作为标准驱动循环特征是电动汽车动力系统使用逆变器来控制电机的重要原因。

HBK电动动力总成测试解决方案同步测量电气和机械，以及ECU和CAN总线信号。因此可将输入与输出进行比较，来计算效率；并可明确地追踪损失的原因；还可以检查温度或NVH等问题对其他子系统的影响。

GEN7tA Power Analyzer — 带有7个插槽的 GEN7tA 功率分析仪

HBK电动动力总成测试解决方案

HBK电动动力总成测试解决方案的核心是 GENESIS 高速数据记录仪。其是一个模块化的平台，可同步测量机械和电气信号，集功率分析仪，瞬态记录仪，示波器和数据采集功能于一体。

该系列包括五种型号. 两种带高分辨率触摸屏便携式仪表，三种机架式安装仪表。这些设备均可独立工作，或通过以太网与其他设备组合使用，实现极高的扩展性。每台主机提供2到17个输入插槽，“即插即测”。

对于电动动力总成系统，一般带有一张或多张 GN310B ‘功率分析’ 卡。每个 GN310B 带有3个功率通道（5个电压范围±1500 V DC 通道，7个电流范围从±75 mA到±2 A）和2个扭矩和转速数字通道。提供RMS、P、S、Q、λ、η、cosν、THD、i_α、i_β（及更多）实时计算，以及全带宽功率计算和基本功率计算。

扭矩测量由HBK扭矩法兰传感器进行。例如，T40B 额定扭矩范围为：100 Nm、200 Nm、500 Nm、1 kNm、2 kNm、3 kNm、5 kNm和10 kNm。T40B可提供用于dq0分析的时间信号（转速），并进行转矩脉动分析。

GN310B Input Card — GN310B 功率分析卡专门设计用于采集和分析逆变器等电驱动系统的动态负载变化。数字通道在卡的底部。单击了解详情。

T12HP Torque Transducer — HBK扭矩传感器–如T12HP–可配备光学转速测量。单击了解详情。

为了在高达22.000 rpm的高转速下，T12HP 扭矩传感器可在100 Nm到10.000 Nm 的整个额定量程内提供精确测量值，而无需切换量程（如所谓的双量程传感器）。

然后，主机的空闲插槽将配备额外的输入卡，以进行扩展分析，包括温度或NVH等。例如，通用数据采集卡带有8或16个通道。每个输入支持9种不同的传感器类型，非常适合动态机械测试。每通道500 kS/s的高采样率和24位分辨率使其成为记录麦克风、加速度计或热电偶等机械测试信号的完美解决方案。

传动系性能优化分析的专业软件

用户可通过 HBK Perception 软件来控制电动动力总成测试解决方案。这个复杂的软件平台涵盖了从试验台配置到定制报告生成，整个传动系统测试过程；以及从电池（或模拟器）到逆变器、设备和传动轴，再到车轮法兰的整个受测动力系统。

该软件界面由用户界面专家设计，工程师可轻松使用功率分析仪的全部功能。只需单击鼠标，用户就可以在数据采集、示波器或FFT分析仪之间切换。实现快速可视化（10秒内可达到10 GB），多显示器功能允许用户在PC支持的任意多个屏幕上显示这些信息。

Perception软件设计用于高速数据采集（高达400 MB/s）。实现大量数据的快速、可靠的处理，两者可同时进行。即使在电动传动系统在测量运行，优化实验期间，工程师也可访问并可视化保存的数据。

Perception 8 Power GUI — Perception 软件可帮助测试工程师在几分钟内完整传动系统设置。包括：仪表、范围、空间矢量、相量等。单击图片了解 “Perception 版本8 的新增功能”。

The database of pre-defined and custom formulae enables rapid calculation of any value for performance analysis. — 通过预定义和自定义公式库可快速计算性能分析中的任何值。

通过将原始数据采集与实时功率计算相结合，Perception 能帮助工程师在现场和屏幕上确认传动系实验设计或参数是否正确定义。这种直观的反馈可极大限度地提高工程师的工作效率。

Perception 另外一个关键特性是带有100多个预定义公式的数据库，包括空间矢量或dq0变换（又名Park变换）等高级分析。用户也可自定义公式、动态创建的公式或选择列表中的元素组合来进一步扩展数据库。

通过 Perception 对保存的数据进行批处理，工程师可通过后处理分析来执行验证与认证，而无需花费时间和精力重新进行测试。并可将数据从安全的 LinuxRAID 阵列传输到其它第三方软件系统，如 Matlab 或LabVIEW。

更快地生成效率 MAP 图，提高传动系效率

效率 map 图是了解和优化电动动力系统的标准方法。作为一个整体，观察、记录和分析动力系统在多种速度和负载条件下的行为意味着尽可能快地执行多组迭代测试循环。在实践中，自动化测试管理是必不可少的。

在HBK电动动力总成测试解决方案中，自动化由 Perception 软件提供。设定点的开始和结束由用户通过键和宏来定义，自动测试和序列分析也是如此。触发可通过手动，软件或TTL远程控制。在运行时，Perception 自动收集每个设定点的数据。Genesis 高速主机的实时存储和记录触发之间不存在死区，这意味着获取原始数据，加上计算和可视化电机 map 图结果的过程，可在几分钟内完成。这种方法大大减少了工作量，能在更短的时间内生成效率 map 图。

eDrive Mapping — 效率 MAP图是优化逆变器和动力系统效率的标准方法：挑战在于获得更高的精度和更高的效率。（点击放大）

Perception 8 Cycle Based Sweeps — 基于周期的自动范围选项记录优化了数据收集过程，同时减少了测量不确定性。（单击放大）

新版本 Perception 中的增值技术加速了效率 map图的生成。

基于周期的记录提供了数据的可选择性。例如，可以以低采样率连续记录温度数据，而关键电信号的高采样率仅用于而效率 map图的设定点。这优化了的数据的采集过程。
自动范围选项根据功率分析仪识别的信号强度自动选择信号最佳范围。例如，在创建效率map图时，“自动范围”将在扭矩的每一步变化后自动选择适当的范围，从而降低了测量不确定性。

除了可自动化测量和采集数据外，Perception 还允许工程师自动化导出、分析数据或生成报告。