電子測量儀(yí)器
概述
新能源汽(qi)車由于能夠實(shí)現超低排放甚(shen)至零排放的要(yào)🧑🏽🤝🧑🏻求，因此得到了(le)國家政府和企(qǐ)業的高度重視(shì)，并被視爲調整(zheng)♊交通能源使用(yong)結構和改善城(chéng)市大💋氣環境質(zhi)量的有效途徑(jìng)之一🏃🏻♂️。電力驅💰動(dòng)及控制系統是(shì)新能🔞源汽車的(de)🐇核心，主要包括(kuò)了：驅動電機，變(biàn)💞頻器、動力電池(chi)。動力電池、驅動(dòng)電機及控制器(qì)的性能對整個(gè)電動汽車的性(xing)能起到至關重(zhong)要的作用🆚，如下(xià)圖所示。
新能源(yuan)汽車教學平台(tái)系統采用了與(yǔ)實際電動汽車(chē)電力驅㊙️動及控(kong)制系統類似的(de)組成部分，能夠(gòu)直觀、真實地模(mó)拟電動汽車的(de)實際組成結構(gou)和運行工況，并(bing)能夠對整個系(xi)統進行測試分(fèn)析，能夠滿足在(zai)新能源📱汽車領(lǐng)域教學和科研(yán)中的需🔞求。
解決(jué)問題
直接測量(liang)變頻器（電動汽(qi)車功率調節器(qì)）輸入和輸出，逆(nì)變效率測試。
完(wán)善馬達分析功(gōng)能（選件測量扭(niǔ)轉、轉速、頻率、轉(zhuǎn)差率、馬達🎯功率(lǜ)）；
測試汽車電子(zi)CAN總線相關數據(jù)；
模拟電動汽車(chē)主要組成部件(jiàn)，可進行車載總(zong)線評估；
針對車(che)載的驅動系統(tong)進行評估測試(shi)；
産品組成
高精(jing)度功率分析儀(yi)：PA6000
CAN分析儀：CANScope-Pro
CANopen主站卡(kǎ)：USBCAN-2E-P
BMS系統：ZBMS-100
電機平台(tai)：ZMotor-100
功能特點
完整(zheng)的驅動模拟系(xì)統：包括驅動電(diàn)機，變頻器以及(ji)制動器，集成了(le)高性能的扭矩(jǔ)和轉速傳感器(qi)；
基于CAN-bus（CANopen網絡）的驅(qū)動控制系統，能(neng)夠完成對驅動(dòng)系統的控制和(he)🧡監測；
可以集成(cheng)基于CAN-bus總線的BMS系(xi)統；
集成高性能(néng)的功率分析儀(yí)PA6000，可以對整個驅(qū)動系統的評估(gū)測試，滿足新能(neng)源汽車教學平(píng)台在驅動系統(tǒng)教學和科研中(zhōng)的需要🔴；
o 驅動系(xi)統效率測試
o 變(biàn)頻系統性能測(ce)試
o 動力系統性(xìng)能測試
o 驅動運(yùn)行工況測試
集(ji)成高性能的CAN分(fen)析儀CANScope-Pro，可以對整(zhěng)個CAN-bus網絡進行分(fèn)析測試，滿足👣新(xīn)能源汽車教學(xue)平台CAN-bus網絡協議(yi)教學科研需⚽要(yao)；
o BMS系統協議分析(xī)，教學和研究
o 驅(qū)動控制系統協(xié)議分析，教學和(hé)研究
o 新能源汽(qi)車整車協議分(fèn)析，教學和研究(jiu)
o SAE J1939高層協議分析(xi)，教學和研究
o 并(bìng)支持CANopen等其它高(gāo)層協議分析，教(jiāo)學和研究
提供(gòng)有豐富的教學(xue)和開發資料，便(biàn)于教學和科研(yán)應用 設備功能(néng)介紹
1. PA6000高精度功(gōng)率分析儀
PA6000高精(jīng)度功率分析儀(yi)可以廣泛應用(yong)于節能和新能(neng)源領域，例☎️如🔴混(hun)合型電動汽車(che)、電動汽車等功(gōng)率設備的開發(fā)和性能評估。PA6000高(gāo)精度功率分析(xi)儀可以對多相(xiàng)高電壓和大電(diàn)流進行精确測(ce)量，其功能特點(diǎn)如下：
采用先進(jin)的測量技術，支(zhī)持DC,0.1Hz～1MHz 帶寬，保證了(le)可靠的測量準(zhun)确度㊙️，基本精度(du)：0.02%；
最多可以支持(chí)6相功率輸入，所(suǒ)有的輸入通道(dao)均電氣隔離，避(bì)免各種應用中(zhōng)的短路；
同步采(cai)集所有相，精确(què)測量電壓、電流(liú)和功率參數；
提(tí)供豐富的分析(xī)功能：諧波閃變(bian)分析、頻譜分析(xī)、采樣波形顯示(shì)和矢量圖；
超大(da)容量存儲（>10G），支持(chí)長時間的數據(ju)記錄；
可通過外(wai)部傳感器測量(liàng)扭矩和轉速，用(yong)于馬達和㊙️驅動(dong)應用❓；
12.1” 彩色液晶(jīng)顯示器， 1280*800分辨率(lǜ)
良好的操作性(xìng)：提供豐富、快捷(jie)的功能按鍵，并(bìng)支持觸摸✌️屏和(he)🌈鼠标鍵盤控制(zhi)
簡單的用戶界(jie)面确保操作簡(jian)單、直觀；
标準配(pei)置和自定義配(pei)置允許用戶精(jing)确設定适合其(qi)應用的相應功(gōng)能；
标配USB、Ethernet和GPIB三種(zhǒng)接口，可以快速(su)、方便地連接到(dào) PC。
配備有PC 軟件，可(ke)用來下載數據(ju)、分析和生成報(bào)表；
采用PA6000功率分(fèn)析儀搭建測試(shi)平台可以對電(dian)動汽車電力驅(qu)🙇🏻動系統進行精(jīng)确的評估：PA6000功率(lǜ)分析儀的功率(lü)測✉️量單元可以(yi)同時對電池輸(shū)出信号、變頻器(qi)輸🌈入輸出信号(hao)進行測量分析(xi)，同時具有電機(jī)測量單💚元，可以(yi)對驅動電機的(de)轉速、扭矩信号(hao)進行測量。通㊙️過(guò)控制系統👉的配(pei)合，PA6000功率分析儀(yi)可以測量電機(ji)在不同轉速、不(bu)同轉矩下變頻(pín)器的性能、電機(jī)的加速性能等(deng)，從而可以模拟(ni)出汽車在高速(sù)或大阻力下🈚整(zhěng)個系統的性能(néng)。PA6000可實現如下功(gong)能：
電源輸出電(dian)壓、輸出電流數(shù)值測量與波形(xing)顯示；
變頻器輸(shū)入/輸出電壓值(zhi)和電流值測量(liang)與波形顯示；
轉(zhuǎn)速和扭矩信号(hao)測量與波形顯(xiǎn)示；
變頻器效率(lǜ)測量；
變頻器輸(shu)出信号諧波分(fen)析；
電機效率測(ce)量。
2. CANScope-Pro CAN總線分析儀(yi)
CANScope-Pro分析儀是CAN總線(xian)開發與測試的(de)專業工具，集海(hǎi)量存儲示波器(qi)、網絡分析儀、誤(wu)碼率分析儀、協(xié)議分析儀及可(ke)靠性測試工具(jù)🌈于一身，并把各(ge)種儀器有機的(de)整合和關連；重(zhòng)新定義CAN總線的(de)開發測試方法(fa)，可對CAN網絡通信(xin)正确性、可靠性(xìng)、合理💋性進行多(duo)角度全方位的(de)評估；幫助用戶(hu)快速定位故障(zhang)節點，解決CAN總線(xiàn)應用的各種問(wen)題，是CAN總線開發(fā)測試的終極工(gōng)具。
CANScope-Pro主要功能：
CAN 示(shì)波器：捕獲CAN總線(xiàn)上的信号并分(fèn)析；
CAN 眼圖：對總線(xiàn)信号按位進行(háng)疊加顯示、統計(ji)分析；
CAN 報文：對捕(bu)獲到的CAN幀進行(hang)顯示，提供統計(jì)報表等；
CAN 波形：将(jiāng)模拟波形轉化(hua)成二進制碼流(liu)，并解碼形成CAN幀(zhen)🔞；
網絡共享：提供(gong)遠程多人協作(zuò)分析功能；
CANScopeEx：多種(zhong)應用層協議數(shù)據的發送與解(jie)析；支持CANopen\J1939\DeviceNet\iCAN等協議(yi)。
自定義分析：用(yong)戶可指定協議(yi)規則，實現儀表(biǎo)顯示、趨🧡勢圖顯(xian)示等功能。
CANScope-Pro應用(yong)在汽車電子網(wang)絡或者工業自(zì)動化網絡中如(ru)下圖所示。
CANScope-Pro可以(yi)對電動車的整(zhěng)車CAN-bus網絡進行測(cè)試和分析，對整(zheng)🚶車CAN-bus網絡性能進(jìn)行評估。也可以(yǐ)借助于CANScope-Pro的完成(cheng)電動車整車CAN-bus網(wǎng)絡協議的制定(dìng)、研究等教學和(he)科研任務。
3. 電池(chi)管理ZBMS-100 BMS系統ZBMS-100（以下(xia)簡稱爲系統）主(zhu)要用于電動車(che)動力☔系統主要(yào)部件電池組的(de)電池電壓、表面(miàn)溫度👨❤️👨和電😘池組(zǔ)總電壓、總電流(liú)的監測。系統由(yóu)監控系統💋主節(jiē)點（以下簡稱主(zhu)節🔴點）、電池檢測(cè)子節點（以下簡(jiǎn)稱子節點）、LCD診斷(duàn)儀和CAN總線網絡(luo)組成。采集到的(de)電容電壓、電流(liu)、溫度等數據通(tong)🔴過符合SAEJ1939協議的(de)CAN總線與整✨車儀(yí)表系統連接。 系(xi)統特性如下：
主(zhu)節點同時支持(chí)SAEJ1939、iCAN網絡協議接口(kǒu)；
可同時檢測18個(gè)電池單體電壓(ya)，每個電池電壓(ya)0~5V；
可同時檢測每(měi)組電池的表面(mian)溫度，檢測範圍(wéi)0~100℃，誤差<1℃；
主節點具(jù)有電壓傳感器(qi)接口，輸入電壓(yā)±5V，可連接電壓傳(chuan)感器用于電池(chí)組總電壓測量(liang)；
主節點具有電(diàn)流傳感器接口(kǒu)，輸入電流0~120mA，可連(lián)接電流傳感器(qì)用于電池組總(zǒng)電流測量；
主節(jie)點具有4路繼電(diàn)器輸出接口，可(ke)用于控制外部(bù)風機或🌏指示燈(deng)；
LCD診斷儀可以顯(xiǎn)示系統所有電(dian)壓、電流、溫度參(cān)數，并輸♻️入報警(jǐng)🌈上下限；
系統供(gòng)電：DC24V@2A；
工作溫度：-20~+85℃。
4. 電(dian)機平台ZMotor-100 電機平(píng)台ZMotor-100主要包括：動(dong)力電池，智能充(chōng)電機🧑🏽🤝🧑🏻，變頻器，扭(niǔ)矩傳感器，制動(dong)器，CANopen主站卡USBCAN-E-P，NDAM數據(jù)采集模塊（NDAM-9020、NDAM-7404、NDAM-4400和NDAM-6608）。 CANopen主(zhu)站卡USBCAN-E-P，NDAM系列數據(ju)采集模塊組成(chéng)電機平台的控(kòng)制系統，能夠通(tong)過CANopen總線對整個(ge)電機平台進行(háng)控制，調整電機(ji)平台的運行參(cān)數。 1) 電機部分🐪組(zu)成 電機部分組(zu)成包括了：動力(lì)電池，智能充電(dian)機，變頻器，扭矩(ju)傳感器，制動器(qì)。通過電源和變(bian)頻器控制電機(jī)運🌈行，通過制動(dong)器可以調節電(diàn)機的負載大小(xiǎo)，扭矩傳感♻️器可(kě)以對電機運🚩轉(zhuǎn)時的扭矩和轉(zhuan)速進行測量。 動(dòng)力電池參數：
高(gāo)性能锂動力電(dian)池；
标稱電壓48V
标(biāo)稱容量60Ah；
最大放(fàng)電電流2C；
推薦充(chōng)電電流20A；
充電限(xian)制電壓54V；
放電限(xiàn)制電壓37.5V；
工作溫(wen)度：充電0℃~45℃，放電-20℃~45℃；
存(cún)儲溫度：短期（1個(ge)月）-20℃~45℃，長期（1年）-20℃~20℃；
存儲(chu)濕度：＜70% 智能充電(diàn)機功能特點：
根(gen)據锂電池特性(xìng)設計充電曲線(xian)，提高電池安全(quán)性和延👉長電池(chí)壽命；
保護功能(neng)齊全：過壓，過流(liú)、反接、短路、過溫(wēn)；
防護等級高：防(fáng)水防塵性能好(hǎo)；
智能程度高：有(yǒu)遠近控轉換模(mó)式，方便調試及(jí)應急充電；
CAN通訊(xùn)，可根據BMS指令進(jìn)行充電；
充電電(diàn)壓：30V~54.7V；
最大充電電(dian)流：30A
輸入功率因(yīn)數高： ≥98%；
整機效率(lǜ)高： ≥93%；
工作溫度範(fan)圍寬： -30℃ ～ 75℃。 變頻器功(gōng)能特點：
額定輸(shu)入電壓48V；
連續電(dian)流85A；
峰值電流250A；
内(nei)置保護功能，輸(shu)出過流，過電壓(ya)，電池電壓過低(dī)，溫度過高🚩等保(bǎo)護；
采用CAN總線通(tōng)信；
控制策略：矢(shǐ)量控制。 電機功(gong)能特點：
電機輸(shu)出功率3KW；
電機輸(shū)出轉矩15N.m；
電機額(e)定轉速1500rpm； 扭矩傳(chuán)感器功能特點(diǎn)：
扭矩測量範圍(wéi)：0~50N.m；
轉速測量範圍(wei)：0~6000rpm；
測量精度0.5%FS；
過載(zai)能力：150%FS；
扭矩信号(hao)的提取方式爲(wèi)應變電測技術(shù)，動态響應快。 制(zhì)動器功能特點(diǎn)：
轉矩：1~50N.m；
轉速：0~3000rpm；
連續(xù)運行功率3KW；
水冷(lěng)連續運行功率(lǜ)6KW；
轉子爲空心鼓(gǔ)形轉子，慣性小(xiǎo)，承受離心力大(dà)；
力矩産生是由(yóu)磁粉鏈的拉力(lì)形成，力矩變化(hua)具有緩沖🌈性；
靜(jìng)态轉矩力矩平(ping)滑，沒有齒槽波(bo)動轉矩，無剩磁(cí)轉🍉矩😍；
無摩擦結(jie)構，使用壽命長(zhǎng)；
操作方便，隻需(xu)調節勵磁電流(liú)即可改變力矩(ju)大小。
2) CANopen主站卡USBCAN-E-P
USBCAN-E-P是(shì)集成1路隔離CAN通(tong)道，支持CANopen主站協(xié)議的USB-CAN接口卡。該(gai)設🏒備🥰遵循CANopen規範(fan)DS301，具有USN2.0全速接口(kou)，支持32個從站，128個(ge)RPDO和512個TPDO。在新能❌源(yuan)汽車教學平台(tai)系統中USBCAN-E-P通過發(fa)送RPDO控制變頻器(qì)啓停🌈和輸出不(bu)同頻率；通過發(fā)送RPDO控♍制NDAM-4400輸出電(dian)壓信号控制制(zhi)動器的轉矩；通(tōng)過接受NDAM-9020發送的(de)TPDO測量轉✌️速、扭矩(ju)信号和溫度信(xin)号💃。 USBCAN-E-P功能特點：
遵(zun)照CANopen 規範DS301 V4.02和DS303-3進行(hang)設計；
支持PDO、SDO、緊急(jí)報文發送；
支持(chí)所有NMT網絡管理(lǐ)功能；
支持所有(you)PDO通訊類型，并可(ke)實現對每個PDO 的(de)監控；
主站卡硬(yìng)件自動存儲緊(jǐn)急報文；
一路電(dian)氣完全隔離的(de)CAN通道；
支持5Kbps ~ 1Mbps之間(jiān)的标準波特率(lü)；
ESD（靜電放電）保護(hu)：IEC 61000-4-2 Level 3；
CAN通信接口支持(chí)2KV、5/100Hz群脈沖保護；
CAN通(tōng)信接口支持2KV、5/100Hz浪(làng)湧保護；
内置120歐(ōu)姆終端電阻，可(ke)通過跳線選擇(ze)；
2500Vrms電氣隔離保護(hù)；
工業級環境溫(wēn)度：-20℃ ~ +85℃ ；
3) NDAM系列模塊 NDAM是(shi)新一代基于網(wang)絡通訊的刀片(piàn)式數據采集控(kòng)制系統。采用積(ji)木化結構，簡單(dan)、靈活，通訊模塊(kuai)和各種數據🈲采(cai)集控制模塊自(zi)由組合，應對各(gè)種現場應🧑🏽🤝🧑🏻用。NDAM系(xi)統可通過RS-485/RS-422/RS-232、以太(tai)網或CAN-bus等通☔訊方(fang)式實現🌐對現場(chang)各⁉️種傳感器的(de)數據采集和設(she)備的遠程控制(zhi)。 在新能源汽車(che)教學平台系統(tǒng)中，采用NDAM-9020作爲通(tong)信模塊，該模塊(kuài)💃🏻以CANopen協議作爲通(tōng)信協議；采用NDAM-7404計(ji)數測頻🔴模塊采(cǎi)集扭矩和轉速(sù)信号；采用NDAM-9020作爲(wèi)通信模塊，該模(mó)塊以CANopen協議作爲(wei)通信協議；采用(yong)NDAM-7404計數測❄️頻模塊(kuài)采集扭矩和♋轉(zhuǎn)速信号；采用NDAM-4400模(mó)拟量輸出模塊(kuai)控制制動器；采(cai)用NDAM-6608熱電偶采集(jí)模♉塊測量電機(ji)和制動器的溫(wēn)度。
NDAM系列模塊功(gōng)能特點：
32位ARM處理(li)器；
嵌入式實時(shi)操作系統；
ESD保護(hu)；
支持遠程升級(jí)；
工作溫度範圍(wéi)：-20℃～+85℃；
工業級塑料外(wài)殼，标準DIN導軌安(ān)裝。 NDAM-7404功能特點
輸(shu)入路數：2路隔離(li)輸入和2路非隔(gé)離輸入；
最大計(ji)數值：32bits；
可編程數(shu)字濾波：1~65535us；
輸入信(xìn)号頻率：非隔離(li)通道：<100kHz；隔離通道(dào)：<1MHz；
2路非隔離輸入(rù)電壓：可編程門(mén)檻電壓；
可選擇(zé)門控輸入模式(shì)，對測量值進行(háng)捕獲；
具有匹配(pei)超限功能，匹配(pèi)超限值獨立配(pei)置。 NDAM-4400功能特點：
4通(tōng)道模拟量輸出(chu)；
12位雙緩沖D/A轉換(huàn)器；
電壓輸出：0~10V；
電(diàn)流輸出：0~20mA/4~20mA ；
輸出精(jing)度：±0.5% FSR；
隔離耐壓：2500VDC。 NDAM-6608功(gōng)能特點
6路差分(fèn)熱電偶隔離輸(shu)入通道；
8種型号(hao)标準熱電偶支(zhi)持；
24位高精度ADC；
8路(lu)隔離數字量輸(shu)出通道；
狀态報(bào)警輸出；
隔離耐(nai)壓：3000 VDC。 NDAM-9020功能特點
遵(zun)照CANopen 規範DS301 V4.02和DS303-3進行(háng)設計；
支持PDO、SDO、緊急(jí)報文發送；
支持(chí)所有NMT網絡管理(lǐ)功能；
支持MiniUSB接口(kou)配置設備；
CAN通道(dào)電氣隔離。
