随着电池成组技艺和底盘一体化技艺的进行，包括电池包在内的高压零部件（尤其是800V平台）发展电功能测试变得越来越要紧，常见准则如LV 123、VW 80300、ISO 7637-4、ISO 21498-2等均可利用于能源电池及其体系的测试。

另外，源于全车集成的布线工艺、高低压耦合和繁杂的寄生参数的作用，仍可能产生体系性功效失效和惨重故障，例如高压纹波噪声过大、电源网站振荡、操控器没有办法寻常事业等，排障变得极为难题。

2022年11月17日，由盖世车子主持，上海虹桥世界中央商务区管委会、上海闵行区国民政府指导，上海南虹桥投资开发（团体）局限企业协办的2022第二届车子能源电池论坛上，北京东方中科集成科技股份局限企业市场拓展经理张芳杰发展了题为《能源电池包高压动态电功能的挑战与测试解决方案》的演讲。

张芳杰｜北京东方中科集成科技股份局限企业 市场拓展经理

电功能测试自身不特别，可是源于新的智能化底盘、滑板底盘、电池集成、碳化硅开关、升压充电等高压技艺的进行趋向下，电池包动态电功能的测试正面对好多新的挑战。东方中科公布一套最新纹波体系可用于能源电池包和全车的高压动态电功能测试的解决方案：

经过在低频段输出更多电流，以及在高频段给到很大的协助电压，以确保全个测试请求的合规性。既可针对直流母线上的纹波噪声频带及幅度发展测试整改，又可针对用电网站的动态阻抗发展剖析改进，有用地解决高压电池包和滑板底盘的测试困难，能够满足各式测试情景要求。

相片来自：东方中科

高压电功能的测试范畴包括了全部高压元器件，也便是与能源电池包相接连的设施，如：1、电动机及操控器；2、DC-DC切换器/车载充电机OBC；3、车载逆变器/升压充电模块；4、高压空调/热体系或热泵；5、全部储能设施（包涵能源电池包）；6、变速箱；7、PDU/线束/电缆；8、混动体系；9、滑板底盘/线控底盘。

依照日前产业内盛行的LV 123准则，即大众团体准则，也是最早将全个高压电池包以及平台归入此中的准则，国家内部的主机厂好多也在引用这一套准则。LV123准则的第7节“电气特性和高压平安请求”中相关高压组件的电气特性和电气平安请求，以及第8节“单个高压部件的附带请求”对高压部件的请求，并详细划定了PV测试和合规性测试的阶段性电功能认证请求，曾经掩盖了研发、测试、上车的不同阶段。

相片来自：东方中科

挑战一：高压直流电源的电压浮动斜率请求更高。依照LV 123的准则请求，先看高压器件的事业状况区别：B0指的是高压器件处于事业状况，无功率请求；B1指的是高压器件处于全运转状况，满足划定的功能目标；B2指的是高压器件处于全运转状况，功能在工况B2应允的偏差范畴内，当高压器件规复到工况B1时，需自动满足划定的功能目标。B3指的是，高压器件依然可行事业，不会映入未定义状况，尤其是不会引起其它高压器件失效。B4指的是，高压器件依然可行事业，但可能切断输出，当规复至B3/B2/B1时，可行经过复位或许容易人力干预以满足划定功能。

进一步地，准则请求B3状况下高压直流电源的瞬态响应须要达到250V/ms，即1000V满量程拉载时间要操控在4ms以内，才能满足电池包和高压零部件测试的划定，而惯例的高压零部件测试电源的20~90V/ms响应其实不能满足这一合规性请求。因而，给高压动态电功能测试配置一辆高功能的高压直流电源是非常必需，也是满足测试规范的最根基请求。

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挑战二：高压直流纹波测试的难题性。高压动态电功能测试焦点是直流纹波测试，而纹波骚扰的来自最重要的是MCU等电源电路的开关信号，对直流母线的作用会经过各式各类的耦合、反射被进一步放大，随着碳化硅器件在高压零部件的车子电源范畴利用增多，这部分请求确信会进一步提高。

以ISO 21498-2的纹波测试请求为例，10Hz到1kHz的范畴内，用12V的峰值去输出直流纹波，1kHz-50kHz的范畴内，则是用24V的较高输出幅度，50 kHz -100 kHz的范畴内，幅度和频次同一时间在做对数扫描，须要延续浮动。以此类推，纹波的幅度须要随着频次延续地发展输出调度。

理想模子是直流电源+纹波耦合网站+纹波功放，可是实质上，由于高压电源产业的现状，想用单台高压电源依照准则请求干脆输出信号是不可能的，业内主推的是采纳电感耦合的形式，组成纹波耦合回路，好处在于：1、可调互感器可行操控纹波电压或许电流的浮动；2、构造稳固可靠性高；3、退耦电容不受直流额定电流作用。

关于300 Hz之下的测试频段，可调互感器的纹波功率衰减尽管惨重，但可行经过主电源DC+AC的形式发展纹波输出；过渡到高频纹波（＞300Hz）时，主电源规复到纯DC输出，应用纹波耦合体系精准地实现自动延续扫频操控，从而满足全体的纹波测试请求。

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然后是挑战三：能源电池包的低阻特性要求更多的纹波功率。

由于纹波输出的频次越高，本身电源内阻和耦合阻抗也会越高，表里负载显露不平衡的概况，导致负载端的有用功率不足，纹波Vpp衰减，没有办法满足合规要求。能源电池包的纹波测试实例可视，依照准则请求发展30Vpp的扫频时，实质拉载的纹波电流多达600App，有用纹波功率在4.5 kVA以上。

能源电池包作为典范的超低动态阻抗的被测件，其直流纹波测试的注意点：源于输入输出两端的阻抗配合不停浮动，须要动态检验输出端概况，必需以动态的形式去监测输出端功率其实不断调度。低频区间常常须要更多的电流，确保对应电压能够明确地推至电池包两端；高频区间，须要更多的纹波电压，去抵消由于内阻浮动而导致的分配功率不平衡。

日前，Ametek公布了emtest RIPPLE NX低阻负载输出体系，通常介绍能源电池相干的测试产业干脆抉择10 kVA型号，能够更好地解决纹波功率困难，在低频段输出更多的电流，在高频段给到很大的协助电压，确保全个测试的合规性。关于直流主电源，考量到能源电池包以及高压的电驱体系功率的要求，emtest PowerWave大功率电池模拟器能够实现250 kVA~1 MVA的超大功率四象限的电源输出，具有1250V/ms以上的电压摆率请求，能够满足好多的测试情景。

鉴于这两台设施，可行对电驱和电池体系测试的情景做完整地掩盖。未来，考量到滑板底盘的测试情景，咱们也会提供两个渠道以上的纹波输出能力，从而将电池测试情景和能源底盘测试相联合。

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挑战四：被测件动态阻抗曲线。这一丝关于好多体系集成工程师都其实不理解，电机操控器、高压电池包和用电设施之中的阻抗和频次曲线分布都有相当大的区分，在部分的测试情景里还存留少许谐振频点，可能会形成全个电源体系里面的振荡，更简单发生功效上的节制。尤其关于碳化硅、氮化镓一类新的第三代半导体利用与推广以后，全个电源的电路开关特性会变得愈加高频和激烈，100kHz以上的开关频次会发生更多的高频纹波。因而，这一方面的难题不可小觑。

此外，产业内普及存留的一种测试痛点是：零部件尽管经过了电功能测试，可是集成到全车上仍是会显露各式各类的电功能难题，让得全车上EMC的难题变得愈加繁杂。因而，提供被测件动态阻抗曲线也有助于测试人士延续对全车零部件去作调试。

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因而，关于电池包以及高压零部件的动态状况发展实时检验，经过纹波扫频输出，即可测量高压零部件在每个频段上的阻抗体现。

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最终，总结归纳一下东方中科所提供的高压电功能测试相干方案。针对VW 80300（2021）准则，前面的少许名目是相比常规的直流缓变测试，只要要20-40V/ms就能满足测试要求；越此后的测试就会变得愈加繁杂，从EHV-8、EHV-9最初，涉及到纹波的测试，就要在10 Hz-150kHz的范畴内发展纹波扫描；EHV-10请求的电压脉冲有250V/ms和3000V/ms两种波形，测试所需设施则配套高压实验电源+抛负载产生器+耦合网站。因而，不但要更繁杂的测试伎俩，还要组合式的配套设施，才能够实现全体的测试掩盖。

东方中科以“科技没有限、效劳创新”为使命，依靠中科院、东方科仪团体及国家内部外知名设施厂家资源，实现技艺协作和深度共建；专注于新燃料车子范畴，顺应“电动化”、“智能化”、“网联化”、“共享化”的新四化趋向；紧盯产业准则，持续研发，不停创新；围绕“三高三智一平安”的技艺方向，为产业使用者量身塑造从信号级仿真测试到功率级功能测试，从零部件到体系级，再到全车级的“一站式”解决方案。

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（以上内容来源北京东方中科集成科技股份局限企业市场拓展经理张芳杰于2022年11月17日由盖世车子主持，上海虹桥世界中央商务区管委会、上海闵行区国民政府指导，上海南虹桥投资开发（团体）局限企业协办的2022第二届车子能源电池论坛上发表的《能源电池包高压动态电功能的挑战与测试解决方案》专题演讲。）