مبدأ عمل المعدات الذكية لاختبار الشيخوخة لمجموعة إمدادات الطاقة للسيارة CPET

تعتبر مجموعة الطاقة الموجودة على متن السيارة "محور الطاقة" الأساسي للسيارة الكهربائية، حيث تدمج ثلاثة مكونات رئيسية: الشاحن الموجود على متن السيارة (OBC)، ومحول DC/DC، وصندوق توزيع الجهد العالي (PDU). يمكن تصميمه كوحدة مستقلة أو وحدة متكاملة 2 في 1/3 في 1/متعدد في واحد وفقًا لمتطلبات التطبيق. وباعتبارها الوحدة الأساسية لـ "مجموعة التحكم الإلكتروني" في السيارة، فإنها تتولى الوظائف الأساسية لتحويل الطاقة الكهربائية ونقلها وإدارتها بين شبكة الطاقة الخارجية ومصدر طاقة البطارية ونظام الجهد العالي ونظام الجهد المنخفض. فهو يحدد بشكل مباشر سرعة الشحن وكفاءة الطاقة والاستقرار التشغيلي للسيارة الكهربائية. تعد موثوقية المنتج أيضًا ضمانًا مهمًا للسلامة والأداء الأساسي للمركبة بأكملها. لذلك، يعد إجراء اختبارات المتانة والعمر المتسارعة على مجموعة الطاقة الموجودة على اللوحة أثناء مرحلة المنتج النهائي قسمًا رئيسيًا للتحقق من جودة المنتج، كما أن معدات اختبار التقادم الاحترافية هي الدعم الفني الأساسي لهذه العملية.

تم تطوير مجموعة إمداد طاقة السيارة الجديدة CPET، والتحكم في درجة الحرارة، والتبريد السائل، واختبار الشيخوخة المتكامل، والمعدات الذكية خصيصًا لتجميعات إمداد طاقة السيارة (ثلاثة في واحد/متعدد في واحد). يمكنه إجراء اختبارات التقادم على المدى الطويل، والتحقق من الموثوقية، ومطابقة الإدارة الحرارية، واختبارات محاكاة الظروف القاسية. إنه يحل بدقة نقاط الضعف الصناعية الخاصة بمعدات تبريد الهواء التقليدية القديمة، مثل التوزيع غير المتساوي لدرجة الحرارة، ودقة التحكم في درجة الحرارة المنخفضة، وقدرة تبديد الحرارة غير الكافية، وعدم القدرة على تكرار ظروف التبريد السائلة الفعلية للمركبة. إنه يوفر حلول اختبار احترافية وفعالة لتحسين موثوقية منتجات تجميع مصدر طاقة السيارة.

يقوم هذا الجهاز بمحاكاة وتسريع وتقوية الضغوط الكهربائية والحرارية والميكانيكية والبيئية المشتركة التي قد تواجهها مجموعة الطاقة الموجودة على متن الطائرة أثناء الاستخدام الفعلي. يمكن أن يكشف عن عيوب التصميم المحتملة وأنماط تدهور الأداء وأنماط الفشل للمنتج في فترة زمنية أقصر بكثير من العمر الافتراضي للمنتج. وهذا يوفر أساسًا علميًا ودقيقًا للبيانات التجريبية لتحسين تصميم المنتج وتحسين العملية وتعزيز الموثوقية.

تعتمد المعدات منطق العمل الأساسي المتمثل في "تحميل ضغط الطاقة الأقصى + دورة التحكم في درجة حرارة تبريد السائل + التحكم في درجة الحرارة المحيطة بدرجة الحرارة العالية جدًا + مراقبة متعددة الأبعاد كاملة الأبعاد + تحكم تعاوني ذكي مغلق الحلقة" لتكرار سيناريوهات العمل الحقيقية لمجموعة الطاقة الموجودة على متن الطائرة بدقة. مبدأ العمل الأساسي هو كما يلي:

عندما تعمل مجموعة الطاقة الموجودة على اللوحة بشكل مستمر في ظل طاقة كاملة أو ظروف طاقة متغيرة، فإن مكونات الطاقة OBC وDC/DC الداخلية والمحاثات والمكثفات والمكونات الأساسية الأخرى ستولد كمية كبيرة من فقدان الحرارة. تستخدم المعدات دائرة تبريد سائلة مخصصة لتوصيل سائل التبريد بدقة إلى قنوات التدفق الداخلية لمجموعة الطاقة، مما يؤدي إلى تفريغ الحرارة المتولدة، ومن خلال تقنية التحكم الدقيقة في درجة الحرارة، يتم تثبيت درجة حرارة المكونات الأساسية في النطاق المحدد من 85 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية.

وفي الوقت نفسه، يقوم النظام في الوقت نفسه بجمع المعلمات الرئيسية مثل درجة الحرارة ومعدل التدفق والضغط والجهد والتيار والكفاءة والعزل وما إلى ذلك من جميع الأبعاد، ويعيدها إلى وحدة التحكم المركزية في الوقت الفعلي. فهو يضبط ديناميكيًا كفاءة التبريد لنظام التبريد السائل وكثافة تحميل الطاقة، مما يؤدي إلى إنشاء نظام تحكم تعاوني متعدد الحلقات مغلق "حراري-كهربائي-سوائل". إنه يحاكي بدقة ظروف العمل القاسية مثل دورات درجات الحرارة العالية والمنخفضة، والصدمة الحرارية، والحمل الكامل المستمر، وصدمة التشغيل والإيقاف للمركبة بأكملها، مما يحقق تسريعًا فعالاً لعملية تقادم المنتج والتعرض الدقيق لمشاكل الفشل المبكر.

لتحقيق تكرار عالي الدقة لظروف درجة الحرارة الفعلية للمركبة بأكملها، تم تجهيز المعدات بوحدتين أساسيتين للتحكم في درجة الحرارة: نظام تداول التحكم في درجة حرارة التبريد السائل ونظام تداول التحكم في درجة الحرارة المحيطة. فهو يدمج خوارزمية التحكم PID الكلاسيكية وخوارزمية الذكاء الاصطناعي الذكية لبناء منطق التحكم في درجة الحرارة. يمكن ضبطه بمرونة وفقًا لمتطلبات الاختبار وإعادة إنتاج بيئة درجة الحرارة الخاصة بمجموعة إمداد طاقة السيارة بكفاءة في التشغيل الفعلي للمركبة بأكملها، مما يضمن أصالة ودقة سيناريو الاختبار.

تم تجهيز المعدات بنظام كامل لتحميل ضغط الطاقة الشديد، والذي يمكنه تكرار بيئة الطاقة الفعلية لتشغيل المنتج بشكل كامل: يمكن أن يوفر طرف إدخال التيار المتردد مصدر طاقة تيار متردد ثلاثي الطور/أحادي الطور 220 فولت/380 فولت، ويحاكي بدقة سيناريوهات الإدخال الفعلية للمقابس المنزلية وأكوام شحن التيار المتردد العامة، ويدعم تقلب الجهد بنسبة ±20%، وتقلب التردد والحقن التوافقي، وقادر على إعادة إنتاج ظروف العمل غير الطبيعية مثل جهد الشبكة غير المستقر والتداخل التوافقي. يمكن لطرف الجهد العالي DC إخراج مصدر تيار مستمر عالي الجهد 300 فولت ~ 1200 فولت، ومحاكاة دقيقة لحالات العمل المختلفة لبطاريات الطاقة مثل الشحن الكامل، والشحن المستنفد، والجهد الديناميكي، ودعم تغييرات خطوة الجهد وتراكب التموج، وتغطية جميع أنواع سيناريوهات عمل الطاقة لنظام طاقة السيارة أثناء تشغيل السيارة.

وفي الوقت نفسه، تم تجهيز المعدات بنظام مراقبة وجمع البيانات عالي الأداء متعدد المعلمات، مما يتيح التقاط دقيق وتخزين فعال وإدارة ذكية للبيانات متعددة الأبعاد أثناء عملية الاختبار. يمكنه إكمال الكشف والتحكم الدقيق في درجة الحرارة المحيطة، بالإضافة إلى اكتشاف التدفق والضغط ومستوى السائل ودرجة الحرارة المتوسطة وحالة التسرب لنظام مسار السائل، والكشف عالي الدقة عن المعلمات الكهربائية مثل الجهد والتيار والطاقة ومقاومة العزل وتيار التسرب وما إلى ذلك، والكشف الكامل الأبعاد عن وظائف المنتج بما في ذلك حالة شحن OBC، وأداء تثبيت جهد خرج DC/DC، ووظائف تشغيل وإيقاف PDU والحماية، وحالة اتصال CAN/LIN، وقراءة رمز الخطأ. ويدعم النظام الحصول على البيانات بسرعة عالية مع تردد أخذ العينات القابل للتخصيص، مما يتيح التخزين المحلي الآمن لبيانات اختبار التقادم، ويدعم أيضًا الاتصال السلس مع نظام MES الخاص بالمؤسسة لتحميل البيانات إلى السحابة. إنه يحتوي على وظائف مثل عرض منحنيات تاريخ الاختبار، والتوليد التلقائي لتقارير اختبار التقادم، والتحليل الذكي لأنماط فشل المنتج، مما يوفر دعمًا شاملاً ودقيقًا للبيانات لتحسين تصميم المنتج وتحسين العملية.

يعد التحكم الذكي والحماية الأمنية لجميع السيناريوهات المزايا التنافسية الأساسية لهذا الجهاز: يعتمد النظام بنية مستقرة للغاية من PLC الصناعي + برنامج الكمبيوتر العلوي، وهو مجهز ببرنامج اختبار التقادم الاحترافي لمراقبة الكمبيوتر، ويدعم المستخدمين لتخصيص عملية اختبار التقادم، ويمكنه تعيين المعلمات الرئيسية بمرونة مثل مدة التقادم، ومنحنى الطاقة، ومنحنى درجة الحرارة، وأوقات الدورة، ويحقق التحكم التعاوني التلقائي والذكي متعدد الحلقات في "تحميل الطاقة ← توليد الحرارة ← تبريد التبريد السائل ← ردود فعل درجة الحرارة ← الضبط الديناميكي تدفق عملية اختبار التحميل/التبريد.

وفيما يتعلق بحماية السلامة، يعتمد النظام تصميمًا شاملاً معززًا بالسيناريو. يمكن أن يستجيب بسرعة خلال ميلي ثانية ويطلق حماية إيقاف الطوارئ لمختلف المواقف غير الطبيعية التي قد تحدث أثناء تشغيل المعدات، مثل ارتفاع درجة الحرارة، والجهد الزائد، والتيار الزائد، وانخفاض الجهد، والتسرب في مسار السائل، وفشل العزل، وما إلى ذلك، مما يضمن سلامة معدات الاختبار والمنتجات التي تم اختبارها. في الوقت نفسه، تدعم المعدات طرق اتصال صناعية متعددة مثل CAN3.0، وCANFD، وRS485، وTCP/IP، مما يتيح المراقبة عن بعد في الوقت الحقيقي لعملية الاختبار وإمكانية تتبع العملية الكاملة لبيانات الاختبار، مما يحسن بشكل كبير الكفاءة والراحة التشغيلية لاختبارات التقادم.

باختصار، تعد المعدات الذكية لاختبار الشيخوخة المتكامل CPET Zhongyuan للطاقة الجديدة في مجموعة إمداد طاقة السيارة والتحكم في درجة الحرارة بمثابة منصة احترافية للتحقق من الموثوقية لتجميعات إمداد طاقة السيارة، ودمج تسريع الوقت ومحاكاة الضغط. إنه يحقق "تقدمًا قصير المدى" في عمر خدمة المنتج في بيئة المختبر من خلال التحكم الدقيق في اقتران المجال الفيزيائي المتعدد وتكنولوجيا الضغط المتسارعة. إنه يضغط مخاطر استخدام مجموعة إمداد طاقة السيارة على الطريق لعدة أشهر أو حتى سنوات في بضعة أيام، مما يتيح الكشف المبكر والحل، وتوفير الدعم الفني الهندسي الحاسم لتعزيز موثوقية وسلامة المركبات الكهربائية التي تعمل بالطاقة الجديدة. وفي الوقت نفسه، يوفر أيضًا الدعم الفني الأساسي للترقية التكرارية السريعة والتحسين المستمر لجودة منتجات تجميع مصدر طاقة السيارة.