Informieren Sie sich über die Bedeutung der HIL-Simulation für den Übergang von 400-V- zu 800-V-Architekturen, erfahren Sie, wie Sie effizient eine HIL-Testplattform erstellen und erfahren Sie mehr über die Migration zum Testen von 800-V-Architekturen. (Bild: Pickering Interfaces)
Die Herausforderung
In der sich rasch entwickelnden Elektrofahrzeugbranche gibt es einen wachsenden Trend hin zu 800V-Architekturen. In diesem Whitepaper werden die Gründe für diesen Wandel, die damit verbundenen Herausforderungen und die wichtige Rolle erörtert, die die HIL-Simulation beim Übergang von 400V auf 800V spielen kann.
Die meisten Elektrofahrzeuge (EVs) verwenden derzeit eine 400V-Stromversorgungsarchitektur. Künftig jedoch sollen es 800V sein, da eine größere Reichweite und kürzere Ladezeiten gefordert sind. Komponenten, die 800V verarbeiten, müssen entsprechend ausgelegt und langlebiger sein als bei 400V. 400V-Architekturen können nicht einfach für verbesserte Zuverlässigkeit und Sicherheitsmerkmale wiederverwendet werden.
Sofern höhere Spannungen zulässig sind, können die meisten Testgeräte, die für 400V-EV-Systeme eingesetzt werden, für 800 V wiederverwendet werden. Wenn die Geräte auf einem Standard wie PXI oder LXI basieren, besteht bei Bedarf ein einfacher Migrationspfad. Das bedeutet, dass Design- und Testingenieure, die Elektrofahrzeuge entwickeln, ohne Investition in zu viele oder überhaupt neue Geräte von 400V auf 800 V umsteigen können.
Was kann ich lernen?
In diesem Whitepaper erfahren Ingenieure:
• Warum 800V-EV-Architekturen eine erhöhte Komplexität in Batteriemanagementsystemen (BMS) bedeuten und langlebigere Komponenten erfordern.
• Vorteile einer 800V-Architektur in Bezug auf elektrische Effizienz, Reichweite und Ladezeiten.
• Wie HIL-Simulation Vorteile bei der frühzeitigen Problemerkennung, Designverbesserungen und Kosteneinsparungen bietet.
• Warum das Schalten von Hochspannung, RTD-Simulation und Fehlersimulation bei der EV-Entwicklung relevant sind.
Video: "Improving Your BMS Cell Balancing Algorithms with Simulation"
Erstellen einer HIL-Testplattform
Soll eine HIL-Testplattform von Grund auf neu erstellt werden, sind die Kosten (sowohl finanziell als auch zeitlich) in der Automobilindustrie tendenziell unerschwinglich. Die Verwendung einer Industriestandardplattform wird daher dringend empfohlen. Dabei sind zwei Hauptstandards zu berücksichtigen, nämlich PXI und LXI, die auf den Industriestandards PCI bzw. Ethernet basieren.
Beide werden von einer großen Anzahl globaler Anbieter mit vielen verfügbaren kommerziellen Standardprodukten (COTS) unterstützt und beide bieten nahtloses, anbieterunabhängiges Plug-and-Play. Ein großer Vorteil besteht darin, dass die Langlebigkeit der Produkte gewährleistet ist und die Anbieter über Prozesse zum Obsoleszenz Management verfügen.
Zusammenfassung
Die Umstellung von 400V- auf 800V-Architekturen bietet viele Vorteile, darunter höhere Leistung und schnelleres Laden. Die Verwendung einer höheren Spannung ermöglicht zwar kompaktere Komponenten und dünnere Leitungen – beides führt zu Gewichtseinsparungen –, doch es besteht Bedarf an höherer Haltbarkeit und Sicherheit. Es besteht auch eine zunehmende Anforderung, dass EV-Architekturen Redundanz enthalten, um Einzelpunktausfälle zu vermeiden und die Sicherheit und Zuverlässigkeit zu verbessern, was beides erheblich zum Ruf des Herstellers beiträgt.
Simulation ist der sicherste Weg, um die Architektur, Systeme und Kernkomponenten eines Elektrofahrzeugs zu entwickeln, zu untersuchen und gründlich zu überprüfen. So kann beispielsweise die Funktionalität eines BMS überprüft werden, ohne dass ein physischer Akkupack verwendet wird. Fehlersimulationen, wie das Simulieren von Kurzschlüssen, sind viel sicherer. Darüber hinaus lassen sich Testbedingungen und -ergebnisse problemlos für die Rückverfolgbarkeit aufzeichnen.
Die Verwendung von PXI- und LXI-basierten Testequipment ist eine logische Wahl für Hersteller, die derzeit Produkte für eine 400V-Architektur entwickeln und den Wechsel zu einer 800V in Erwägung ziehen, da es einen einfachen Migrationspfad gibt. Beispielsweise können Chassis und Controller (im Fall von PXI) sowie Module mit einer Nennspannung von 1kV einfach wiederverwendet werden, wodurch die Anfangsinvestition geschützt wird. Auf diese Weise können wichtige Systemkomponenten wie Akkupack, Motoren, Wechselrichter und BMS optimiert werden. Die Gesamtleistung des Systems kann ermittelt werden, ohne eine Prototypenfahrzeug auf die Straße zu bringen. Da HIL automatisiert werden kann, sind Tests unbeaufsichtigt möglich, dies beschleunigt Systementwicklung erheblich. HIL-Tests sind zudem sehr gut wiederholbar.
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