高压配电系统的质量保障与技术验证
车载PDU(Power Distribution Unit,高压配电盒)作为电动汽车高压系统的"神经中枢",是连接电池组与各类高压用电器的核心能源分配部件,通过接触器、铜排等关键组件实现高压电能的传输与分配。其产业重要性随新能源汽车市场的扩张显著提升,成为高压系统不可或缺的关键一环。
电性能测试的核心意义可通过"风险-成本-合规"三维分析框架系统阐释,其在降低潜在风险、优化成本结构及确保合规准入方面展现出不可替代的价值。
电性能测试通过"风险-成本-合规"三维价值的协同作用,不仅是保障车载PDU安全可靠运行的技术手段,更是降低全生命周期成本、确保市场准入的关键环节,其不可替代性在行业标准化与技术升级进程中尤为突出。
ISO 21498-2:2024是针对新能源汽车高压部件电性能测试的国际标准,适用于DC60V-1500V的高压部件测试。
| 测试类别 | 测试项 | 备注 |
|---|---|---|
| 电源变动 | 6.2 DC supply voltage variation within operational range | ≤2V/s |
| 发射 | 6.3 Generated voltage slope | |
| 电源变动 | 6.4 Immunity to voltage slope | ≥1/10/20V/ms |
| 发射 | 6.5 Generated voltage ripple | |
| 纹波抗扰度 | 6.6 Immunity to voltage ripple | f:100Hz-150kHz |
| 电源变动 | 6.7 Overvoltage | ≤2V/s |
| 电源变动 | 6.8 Undervoltage | ≤2V/s |
| 电源变动 | 6.9 Voltage offset | ≤2V/s |
| 发射 | 6.10 Generated load dump voltage | |
| 电源变动 | 6.11 Immunity to load dump voltage | ≥250V/ms |
| 电源变动 | 6.12 Short circuit |
VW80300 2021是大众集团的测试标准,其是对VW80000的补充,规定了机动车辆的电气、电子、机电组件和系统的各项要求、测试条件和测试方法。
| 测试类别 | 测试项 | 备注 |
|---|---|---|
| 电压变化 | 6.2 EHV-01 Performance test within the regular HV operating voltage range | (Vopmax,HV-VN,HV)/5min (Vopmax,HV-Vop,unlim,max,HV)/5s |
| 电压变化 | 6.3 EHV-02 Operation within the HV overvoltage range | (Vmax,HV-VN,HV)/1min |
| 电压变化 | 6.4 EHV-03 Operation within the HV undervoltage range | VN,HV/1min |
| 功能测试 | 6.5 EHV-04 Pre-charging | |
| 发射测试 | 6.6 EHV-05 Generated HV voltage dynamics | |
| 电压变化 | 6.7 EHV-06 System HV voltage dynamics | 450V电气系统:20V/ms 900V电气系统:40V/ms |
| 电池测试 | 6.8 EHV-07 HV voltage dynamics of energy storage devices | 源:-150A/ms 载:+150A/ms |
| 发射 | 6.9 EHV-08 Generated HV voltage ripple | |
| 电压纹波 | 6.10 EHV-09 System HV voltage ripple | case 1:Vopmin,HV,VN,HV,
Vopmax,HV case 2:VN,HV |
| 脉冲抗扰度 | 6.11 EHV-10 System load dump – 6.11.2 Load dump up to HV voltage before failure | 250V/ms |
| 脉冲抗扰度 | 6.11 EHV-10 System load dump – 6.11.3 System load dump with high rate of change | 3000V/ms |
| 电压变化 | 6.12 EHV-11 HV voltage offset | test step 2:1ms…1/4T时间内上升或下降1/6VHV |
| 电流变化 | 6.13 EHV-12 HV overcurrent | 20s内从0上升至Iopmax,HV |
| 生命周期测试 | 6.14 EHV-13 HV service life(additional) | |
| 生命周期测试 | 6.15 EHV-14 On/off durability testing for HV components | |
| 功能测试 | 6.16 EHV-15 Functionality of HV interlock , maintenance connector , and crash signaling | |
| 脉冲 | 6.17 EHV-16 HV pulse | 1V/ns |
| 发射 | 6.18 EHV-17 Voltage limiting for load dump | 电流在≤5ms内从Iopmax下降到0.1*Iopmax |
温升测试是保障车载PDU在高电压、大电流工况下热稳定性的核心手段,其必要性首先体现在高压平台技术发展带来的温升风险提升。随着800V等高压平台的推广,载流密度显著增加,导致PDU内部铜排、连接器等关键部件的发热风险上升,若温升失控可能引发绝缘老化、元件性能退化甚至电路失效。
连接工艺对温升的影响显著,不同工艺的接触电阻差异直接影响发热程度。例如,激光焊接工艺的接触电阻可低至0.8mΩ,而传统螺栓紧固工艺的接触电阻约为1.2mΩ。根据焦耳定律,在相同电流负载下,接触电阻较小的激光焊接连接点发热量更低,温升控制更优,反之螺栓紧固工艺可能因接触电阻较高导致局部温升风险增加。
绿测科技PTS系列电性能测试系统由PTS系列电源系统、抛负载模块(可选)、微中断模块(可选)等设备组成,是一款模块化、高精度的专业测试平台,专为汽车零部件的电性能测试而设计。
高集成度设计
软硬件一体化
多标准兼容
易于扩展
PTS系列电源系统
VectWorks电性能测试软件是绿测科技基于GtestWorks自动化测试平台而开发的一款软件,其引擎基于动态测试脚本执行,这种基础架构便于轻松、直接配置测试序列,无需关心如何远程控制仪器的特定知识,只需配置所要测试的项目及试验等级,具备很高的灵活性。
软件为用户提供符合标准的测试模版,可进行远程参数设置、数据获取、波形编辑、配置导入导出、报告查看等等,实现复杂测试的自动化。
闭环动态测试
集成实时监控与动态反馈机制
高低压叠加纹波测试
遵照标准校验要求(含纹波Upp、Ipp监控)
电源与功放架构
兼容双极性电源与功放架构方案
车载PDU电性能测试是构建"测试投入-产品竞争力-市场份额"正向循环模型的核心环节,其必要性体现在技术保障、标准合规与行业发展的多重维度。从产品层面看,PDU的稳定性、安全性及能效性直接决定整车系统的可靠运行,全面的电性能测试是确保这些核心指标达标、规避潜在风险的必要手段,为产品竞争力奠定基础。
测试投入-产品竞争力-市场份额正向循环
在新能源汽车渗透率已超30%的市场环境下,电性能测试已超越基础质量保障范畴,成为衡量企业核心竞争力的关键指标,其投入强度直接影响企业在技术壁垒(如专利数量)、市场响应速度及品牌溢价能力上的表现,最终通过"测试投入提升产品竞争力,竞争力扩大市场份额,市场份额反哺测试投入"的正向循环,驱动企业持续技术创新与行业高质量发展。