電子測量儀(yí)器

概述
新能源汽(qì)車由于能夠實(shi)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(zhěng)交通能源使用(yòng)結構和改善城(cheng)市大氣環境質(zhi)量的有效途徑(jing)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(chí)。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(yuán)汽車教學平台(tai)系統采用了與(yu)實際電動汽⛹🏻‍♀️車(che)😄電力💃驅動及控(kòng)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(gòu)和運行工況，并(bing)能夠對整個系(xì)統進行🎯測試分(fen)💛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(qì)車功率調節器(qi)）輸入和輸出，逆(ni)變效🌈率測試。
 完(wán)善馬達分析功(gong)能（選件測量扭(niu)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(che)主要組成部件(jian)，可進行車載總(zǒng)線評估；
 針對車(che)載的驅動系統(tǒng)進行評估測試(shì)；

産品組成

  高精(jīng)度功率分析儀(yí)：PA6000
 CAN分析儀：CANScope-Pro
 CANopen主站卡(ka)：USBCAN-2E-P
 BMS系統：ZBMS-100
 電機平台(tai)：ZMotor-100

功能特點
 完整(zhěng)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(ju)和轉速傳感器(qì)；
 基于CAN-bus（CANopen網絡）的驅(qu)動控制系統，能(neng)夠完成對驅動(dòng)系統的控制和(hé)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(zhong)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(zheng)個CAN-bus網絡進行分(fèn)析㊙️測試🌈，滿💘足新(xin)♌能源汽車教學(xue)平台CAN-bus網絡協議(yi)教學科研需要(yào)；
o BMS系統協議分析(xī)，教學和研究
o 驅(qu)動控制系統協(xie)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(jiū)
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(gao)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(jing)度功率分析儀(yi)可以廣泛應用(yong)于節能和新能(néng)源領域，例🈲如混(hùn)合型電動汽車(che)、電動汽車等功(gong)率設備的開發(fa)和性能評估。PA6000高(gāo)精度功率分析(xi)儀可以對多相(xiang)高電壓和大電(dian)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(chi)6相功率輸入，所(suo)有的輸入通道(dao)均電氣隔離，避(bi)免各種應用中(zhong)的短路；
 同步采(cai)集所有相，精确(que)測量電壓、電流(liú)和功率參數；
 提(ti)供豐富的分析(xi)功能：諧波閃變(biàn)分析、頻譜分析(xi)、采樣波💛形顯示(shì)和矢量圖；
 超大(dà)容量存儲（>10G），支持(chi)長時間的數據(jù)記錄；
 可通過外(wài)部傳感器測量(liang)扭矩和轉速，用(yòng)于馬達和驅動(dòng)應🚩用🌈；
 12.1” 彩色液晶(jīng)顯示器， 1280*800分辨率(lü)
 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(jiè)面确保操作簡(jiǎn)單、直觀；
 标準配(pèi)置和自定義配(pei)置允許用戶精(jīng)确設定适合其(qí)應用的相應功(gōng)能；
 标配USB、Ethernet和GPIB三種(zhong)接口，可以快速(su)、方便地連接到(dao) PC。
 配備有PC 軟件，可(ke)用來下載數據(ju)、分析和生成報(bao)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(xī)，同時具有電機(jī)測量單元，可以(yǐ)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(bú)同☎️轉矩下變頻(pin)器🔞的性能、電機(jī)的加速性能等(deng)，從而可以模拟(nǐ)出汽車在高🐅速(su)或大阻力下整(zhěng)個系統的性能(neng)。PA6000可實現如下功(gong)能：
 電源輸出電(dian)壓、輸出電流數(shu)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(zhuan)速和扭矩信号(hào)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(fèn)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(xiàn)開發與測試的(de)專業工具，集海(hai)量存♍儲示波器(qì)👨‍❤️‍👨、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(ju)于一💃🏻身，并把各(ge)種儀器有機的(de)整合和關連；重(zhong)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(xing)、合理性進行多(duo)角度全方位的(de)評估；幫助用戶(hù)快速定位故障(zhàng)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(gong)具。

CANScope-Pro主要功能：
 CAN 示(shi)波器：捕獲CAN總線(xian)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(bǔ)獲到的CAN幀進行(háng)顯示，提供統計(ji)報表等；
 CAN 波形：将(jiāng)模拟波形轉化(hua)成二進制碼流(liú)，并解碼形成CAN幀(zhēn)；
 網絡共享：提供(gong)遠程多人協作(zuò)分析功能；
 CANScopeEx：多種(zhǒng)應用層協議數(shu)據的發送與解(jiě)析；支持CANopen\J1939\DeviceNet\iCAN等協議(yì)。
 自定義分析：用(yong)戶可指定協議(yì)規則，實現儀表(biǎo)顯示、趨勢圖顯(xiǎn)示等功能。
CANScope-Pro應用(yong)在汽車電子網(wǎng)絡或者工業自(zì)動化網絡中如(ru)下圖所示。

CANScope-Pro可以(yǐ)對電動車的整(zheng)車CAN-bus網絡進行測(ce)試和分析，對整(zheng)🈚車CAN-bus網絡性能進(jin)行評估。也可以(yǐ)借助于CANScope-Pro的完成(cheng)電動車整車CAN-bus網(wang)絡協議的♍制定(ding)、研究等教學和(he)科研任務。
3. 電池(chí)管理ZBMS-100 BMS系統ZBMS-100（以下(xià)簡稱爲系統）主(zhu)要用于電動車(che)動力系統主要(yao)部件電池組的(de)電池電壓、表面(mian)溫度和電🍓池組(zu)總電壓、總✊電流(liu)的監測。系統由(you)監控系統主節(jiē)點🈲（以下簡稱主(zhu)節點）、電池檢測(ce)子節點（以下簡(jian)稱子節點）、LCD診斷(duan)儀和CAN總線網絡(luò)組成。采集到的(de)電容電壓、電流(liú)、溫度等數據通(tōng)過符合SAEJ1939協議的(de)CAN總線與整⛹🏻‍♀️車儀(yí)表系統連📱接。 系(xì)統特性如下：

  主(zhu)節點同時支持(chi)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(wei)0~100℃，誤差<1℃；
 主節點具(jù)有電壓傳感器(qi)接口，輸入電壓(ya)±5V，可連接電壓傳(chuan)感💛器用于電池(chí)組總電壓測量(liàng)；
 主節點具有電(diàn)流傳感器接口(kou)，輸入電流0~120mA，可連(lian)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(dian)器輸出接口，可(kě)用于控制外部(bu)👈風機或指示❤️燈(deng)；
 LCD診斷儀可以顯(xian)示系統所有電(diàn)壓、電流、溫度參(cān)數，并輸入報警(jǐng)上下限；
 系統供(gong)電：DC24V@2A；
 工作溫度：-20~+85℃。
4. 電(diàn)機平台ZMotor-100 電機平(píng)台ZMotor-100主要包括：動(dòng)力電池，智能充(chong)電機，變頻器，扭(niǔ)矩傳感器，制動(dòng)器，CANopen主站卡USBCAN-E-P，NDAM數據(ju)采集模塊（NDAM-9020、NDAM-7404、NDAM-4400和NDAM-6608）。 CANopen主(zhǔ)站卡USBCAN-E-P，NDAM系列數據(jù)采🧑🏾‍🤝‍🧑🏼集模塊組成(cheng)電機平台的控(kong)制系統，能夠通(tōng)過CANopen總線對整個(gè)電機平台進行(hang)控制，調整電機(jī)平台的運行參(can)數。 1) 電機部分💔組(zu)成 電機☎️部分組(zǔ)成包括了：動力(lì)電池，智能充電(diàn)機，變頻器，扭矩(ju)傳感器，制動器(qi)。通過電源和⭐變(bian)頻器控制電❓機(ji)運行，通過制動(dong)器可以調節電(dian)機的負載大小(xiǎo)，扭矩傳感器可(ke)以對電機運😄轉(zhuan)時的扭矩和轉(zhuǎn)速🚶進行測量。 動(dòng)力電池參數：
 高(gao)性能锂動力電(diàn)池；
 标稱電壓48V
 标(biāo)稱容量60Ah；
 最大放(fang)電電流2C；
 推薦充(chōng)電電流20A；
 充電限(xian)制電壓54V；
 放電限(xian)制電壓37.5V；
 工作溫(wen)度：充電0℃~45℃，放電-20℃~45℃；
 存(cun)儲溫度：短期（1個(gè)月）-20℃~45℃，長期（1年）-20℃~20℃；
 存儲(chǔ)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(chi)壽命；
 保護功能(néng)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(hao)；
 智能程度高：有(yǒu)遠近控轉換模(mo)式，方便調試及(jí)應急充⛷️電；
 CAN通訊(xùn)，可根據BMS指令進(jin)行充電；
 充電電(dian)壓：30V~54.7V；
 最大充電電(diàn)流：30A
 輸入功率因(yin)數高： ≥98%；
 整機效率(lǜ)高： ≥93%；

 工作溫度範(fan)圍寬： -30℃ ～ 75℃。 變頻器功(gong)能特點：
 額定輸(shu)入電壓48V；
 連續電(dian)流85A；
 峰值電流250A；
 内(nèi)置保護功能，輸(shū)出過流，過電壓(yā)，電池電壓過低(di)，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(shū)出功率3KW；
 電機輸(shu)出轉矩15N.m；
 電機額(é)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(zǎi)能力：150%FS；
 扭矩信号(hao)的提取方式爲(wei)應變電測技術(shu)，動态響應快⭐。 制(zhi)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(leng)連續運行功率(lǜ)6KW；
 轉子爲空心鼓(gu)形轉子，慣性小(xiao)，承受離心力大(da)；
 力矩産生是由(you)磁粉鏈的拉力(li)形成，力矩變化(hua)具有緩沖性；
 靜(jing)态轉矩力矩平(píng)滑，沒有齒槽波(bo)動轉矩，無剩磁(ci)轉矩；
 無摩擦結(jié)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(jǔ)大小☀️。
2) CANopen主站卡USBCAN-E-P
USBCAN-E-P是(shi)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(gāi)設備遵循CANopen規範(fàn)✍️DS301，具有USN2.0全速接口(kǒu)，支持32個從站，128個(ge)RPDO和512個TPDO。在新能🔅源(yuán)汽車教學平台(tái)系統中USBCAN-E-P通過發(fā)送RPDO控制變頻器(qì)啓停和輸出不(bú)同頻率；通過發(fa)送RPDO控🔅制NDAM-4400輸出電(diàn)壓信号控制🛀🏻制(zhì)動器的轉矩；通(tōng)過接受NDAM-9020發送的(de)TPDO測量轉㊙️速、扭矩(jǔ)信号和溫度信(xìn)号。 USBCAN-E-P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(ji)報文發送；

  支持(chi)所有NMT網絡管理(li)功能；
 支持所有(yǒu)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(jian)的标準波特率(lü)；
 ESD（靜電放電）保護(hù)：IEC 61000-4-2 Level 3；
 CAN通信接口支持(chi)2KV、5/100Hz群脈沖保護；
 CAN通(tong)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(hu)；
 工業級環境溫(wen)度：-20℃ ~ +85℃ ；
3) NDAM系列模塊 NDAM是(shì)新一代基于網(wǎng)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(kuài)和各種數據采(cai)集控制模塊自(zì)由組合，應對各(gè)種現場應用。NDAM系(xì)統可通過RS-485/RS-422/RS-232、以太(tài)網或CAN-bus等通訊方(fang)式實現🔞對現場(chǎng)各種傳感器的(de)數據采集和設(shè)備的遠程控🛀🏻制(zhì)。 在新能源汽車(chē)教學平台系統(tong)中，采用NDAM-9020作爲通(tōng)信☁️模塊，該模塊(kuài)以CANopen協議作爲通(tong)信協議；采用NDAM-7404計(ji)數測頻模塊采(cai)集扭矩和轉速(su)信号；采用NDAM-9020作爲(wei)通信模塊，該模(mo)塊以CANopen協議作爲(wèi)通信協議；采用(yong)NDAM-7404計數測頻模塊(kuai)采✌️集扭矩和轉(zhuǎn)速信号；采用NDAM-4400模(mo)拟🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量輸出模塊(kuài)控制制動器；采(cǎi)用NDAM-6608熱電偶采集(jí)模塊測量電機(ji)和制動器的溫(wen)度。

 NDAM系列模塊功(gōng)能特點：
 32位ARM處理(lǐ)器；
 嵌入式實時(shí)操作系統；
 ESD保護(hù)；
 支持遠程升級(ji)；
 工作溫度範圍(wéi)：-20℃～+85℃；
 工業級塑料外(wai)殼，标準DIN導軌安(an)裝。  NDAM-7404功能特點
 輸(shū)入路數：2路隔離(lí)輸入和2路非隔(gé)離輸入；
 最大計(jì)數值：32bits；
 可編程數(shù)字濾波：1~65535us；
 輸入信(xin)号頻率：非隔離(li)通道：<100kHz；隔離通道(dao)：<1MHz；

   2路非隔離輸入(ru)電壓：可編程門(mén)檻電壓；
 可選擇(ze)門控輸入模式(shi)，對測量值進行(hang)捕獲；
 具有匹配(pèi)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(chū)；
 12位雙緩沖D/A轉換(huàn)器；
 電壓輸出：0~10V；
 電(dian)流輸出：0~20mA/4~20mA ；
 輸出精(jīng)度：±0.5% FSR；
 隔離耐壓：2500VDC。  NDAM-6608功(gong)能特點
 6路差分(fèn)熱電偶隔離輸(shū)入通道；
 8種型号(hao)标準熱電偶支(zhi)持；
 24位高精度ADC；
 8路(lù)隔離數字量輸(shu)出通道；
 狀态報(bao)警輸出；
 隔離耐(nài)壓：3000 VDC。  NDAM-9020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(chi)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。