电动车EV是什么意思?
电动车EV 是 "Electric Vehicle" 的缩写，是一辆使用电能作为主要驱动力的汽车。这类车辆的特点是它们没有传统的内燃机，而是依靠一个或多个电动机来提供动力。
HEV是什么汽车?
广义上说，混合动力汽车(Hybrid Vehicle）是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供。
通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle, HEV），即采用传统的内燃机和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料。
什么是电动交通？
电动交通指的是从内燃机到车辆电气化动力系统的技术转变。汽车原始设备制造商（OEM）、EV电池开发商和电网边缘开发商齐心协力，希望利用先进技术降低碳排放。这些行业需要电动交通测试解决方案来确保整个复杂生态系统的方方面面都能紧密配合、安全可靠地工作。
BEV、PHEV、HEV 和 MHEV 有什么区别？
纯电动汽车（BEV）依靠车载电池为电机供电。除了小轿车和公共汽车之外，还有许多两轮车甚至船只都可划为 BEV。
混动汽车（HEV）既搭载了燃油发动机，也搭载了配有大型电池的电动机。但是，它们不能插入到外部电源进行充电。当驾驶员踩下刹车时，电池会重新充电，这一过程称为再生制动。如果只使用电池动力，HEV混动只能行驶 2 到 5 英里（3 到 5 公里）。
轻度混动汽车（MHEV）使用适中的 48 V 电池和电机来提高车辆内燃机的效率，从而节省油耗。MHEV 允许在巡航、减速和制动期间关闭发动机。
插电式混动汽车（PHEV）既搭载有需要通过充电桩充电的电动机，也搭载有内燃机。与 MHEV 不同的是，如果只使用电力，PHEV 的平均续航里程可以达到 30 英里（50 公里），因为它使用了更大的电池并且可以从电网充电。
电动交通面临的两大挑战是什么？
1. 里程焦虑：驾驶员担心他们的车辆在到达充电站之前电量耗尽。更强劲的 EV 电池和不断增长的充电基础设施投资正在逐步缓解这种焦虑。
2. 车辆成本较高：电池在电动汽车总成本中的占比高达 30%。采用更好的电池技术有助于降低它们的成本。
电动车生态系统的动力来自哪里?
电动车生态系统的动力来自哪里？据国际能源署 (IEA) 预测，到 2030 年，全球上路行驶的纯电动汽车 (EV) 和混合动力汽车 (HEV) 将会达到 2.5 亿辆之多。2018 年，IEA 报告的当年此类汽车的数量是 510 万辆。显而易见，增长幅度相当 巨大。这种增长与动力传动系统、电力电子、电芯 (cell) 和电池以及充电基础设施 的技术进步是相辅相成、相得益彰的（图 1）。
制造商必须确保电动车符合 CO2 排放法规的要求。除此之外，他们还需要提高 能效和续航里程。通常而言，动力传动系统的新技术要历经多个设计周期才能实现盈利。电动车动力传动系统组件（牵引电机、转换器、功率转换器和电池）所面临的成本压力一直 在推动新的基础性技术持续发展。这些技术对设计和测试解决方案催生了更高的 需求，要求它们提供更好的仿真和测试覆盖，以便符合各种安全和性能标准。插电式汽车市场还在持续增长，这也为其周边可再生能源生态系统中的一些新技 术提供了动力，其中包括光伏 (PV) 逆变器和智能电网技术。
• 政策对电动交通的发展影响巨大
• 技术进步大幅降低了电池的成本
• 电池技术价值链的重要性越来越得到认可
在大功率电动交通环境下进行测试
双向测试 - 对能够向转换器输出功率或者从转换器吸收功率的设备进行双向功率流的测试。常规测试方法是使用外部电路和多种仪器。这些方法通常不允许在功率的输出和吸收之间进行平滑的信号转换，极易导致仿真的工作条件不够准确。 它们还会导致热量在测试环境中积蓄，因而需要采取昂贵的冷却措施。
新型功率半导体技术 - 设计人员开始使用宽带隙 (WBG) 器件。与传统硅器 件相比，这种器件的功率效率更高，能够应对更高的电压和温度。但是，它们也 会使直流-直流转换器的仿真和设计变得更为复杂。在设计功率转换器时，传统 的仿真工具不能准确捕获 WBG 器件的特性，导致我们无法使用这些器件来进行 最优的转换器设计。在设计当今的转换器时，需要使用新的仿真和测试技术。
安全和可靠性方面的考虑 - 使用新的半导体时需要进行额外的验证和可靠 性测试，才能确保转换器在恶劣的工作条件下依然正常发挥作用。考虑到使用转 换器时的功率电平，设计人员在对它们进行测试时需要分外小心。这就要求在制 造中考虑特殊的安全机制（包括冗余系统），以免在发生故障时使人员和设备受到高压冲击。
最大程度提高效率 - 对于测试人员而言，为了评估转换器在全系统的真实情况， 对可能会影响效率的全部操作和环境因素进行仿真会有很大的难度。要测量细 微的效率变化，测量仪器需要具有高动态范围。
电动车和动力测试解决方案
电动车和动力测试解决方案 为了应对这些新兴的设计和测试问题，是德科技创建并引入了创新的方法来帮助 开发人员和制造人员加速测试流程。本电动交通手册概述了是德科技为这个生态系统提供的设计和测试解决方案及服务 ：
电动动力传动系统测试 - 针对车载系统进行逆变器和直流-直流转换器测试， 针对电池模块和电池包的电芯特性和功率效率进行测试，确保功率半导体级别的 能源效率，同时解决安全性、测试时间和成本问题。
充电技术和基础设施测试 - 在外场或实验室对 EV 和充电桩 (EVSE) 的充电接口进行测试，测试范围覆盖移动应用和综合应用。
能源生态系统测试 - 使用先进的仿真技术和软件进行太阳能电芯测试和 PV 逆变器效率测试，助力满足严格的安全性和性能方面的行业标准。
电动车电动动力传动系统测试
电动动力传动系统测试
电动交通生态系统的各个环节都会发生能量转换，从交流电网开始,然后是以下各个环节 ：
• 充电站
• 车载充电器
• 动力传动系统转换器 混动汽车和电动车有许多架构上的差异。
强混动混动汽车（或并行混动混动汽车）和纯电动混动汽车（无引擎）电动动力传动系统都是由大容量电池提供的高电压 (HV) 总线来驱动的（图 2）。
逆变器和电动机/发电机的功率电平都在 60 kW 到 180 kW 以上。除了大型锂离子 (Li-ion) 电池以外，开发这些架构还需要大量投资。
大多数组件都是双向的，允许电力从电池流向逆变器，进而转动电动机，驱动汽 车行驶（牵引驱动）。而在减速时，汽车的电动机又变为发电机，通过逆变器将 电力返回，并为电池组充电（再生制动）。这种动力传动系统的每一步都需要进 行全面测试，以确保EV和HEV混动发挥最大能效.
针对动力传动系统的每个元器件和每个步骤都需要进行全面测试，以便最大程度 地确保转换过程的能效。设计和制造阶段必须考虑到每个元器件和子系统的内聚功能，以及它们的安全因素。
逆变器测试
什么叫逆变器？逆变器有什么作用？
逆变器是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成定频定压或调频调压交流电（一般为220V ,50Hz正弦波）的转换器。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
逆变器是许多应用中不可或缺的元器件，因为它们能够进行双向电压转换。牵引逆变器将电池的直流电压转换为电动机的交流电压。这一功能使得逆变器成为电动交通以及众多工业应用中的关键元器件。
车载逆变器即一种车载电源转换装置，它能轻易将12伏特的直流电转换为220伏特的交流电，与家常电源无异，适用于多数电器。其特色功能包括自动启停、最大功率追踪调控、独立运行保护、自动电压调整，以及直流电检测和接地检测。车载逆变器是优化太阳能电池效能及提供系统故障保护的关键设备。
汽车行业对质量、耐用性和安全性都有极高的要求。在整个开发和生产过程中，所有元器件都需要经过严格的测试。越早地在开发阶段进行测试，后续步骤的测试效率就会越高。制定全面的测试方案并进行独立的元器件测试，有助于减少开发费用和加快创新进度（图 4）。
为了仿真逆变器环境，可以使用是德科技的Scienlab动态直流仿真器来代替电池。使用 Scienlab 电机模拟器代替电动机。
Scienlab 电机模拟器
为了对逆变器进行充分测试，我们需要深入而全面地仿真电机。是德科技的 Scienlab 电机模拟器和 Scienlab 动态直流仿真器共同作用，使用预先定义的负载 周期为逆变器提供各种类型的压力测试环境。有关动态直流仿真器的详细信息， 请参阅“电动交通配套测试技术”章节。
该仿真器可以逼真地仿真各种电机（如 PMSM、ASM 和感应电机）。在电动机和 发电机模式（四象限模式）下均可实现仿真。对电动机的仿真还包含所有必需的 传感器。
此外，由于采用开放式接口架构，电机模拟器还可以轻松连接现有的自动化单元。电机模拟器适用于高压应用和 48 V 应用。
无论是综合测试还是独立的元器件测试， 使用 Scienlab 电机模拟器均可降低 EV开发成本， 加快创新进度。
电动车电芯和电池测试
电动车对电芯和电池提出了更高的需求 ：提升性能、提高续航里程、降低成本。这些器件必须具有高品质，并能满足功率和能量密度、安全性、 耐用性等要求。出于这些原因，工程师必须进行全面测试，以确保设计和生产成功达成目标（图 5）。
图 5. EV 的性能取决于电芯、电池和电池包 如何协同工作以提供更好的功率和续航里程
电池自放电分析
32 通道 BT2152B 自放电分析仪
Keysight BT2152B 自放电分析仪可以直接测量大量锂离子电芯的自放电电流。恒电位测量技术可以将判断电池自放电性能好坏所需的时间从几天或几个星期缩 短到几分钟或几个小时。对于电芯制造商而言，这种方式大幅降低了他们的在制 品库存、营运资本费用和设施成本。对于电芯设计人员和评测人员而言，这种测 量可以更快地提供电芯分析结果，从而缩短设计周期，加快产品上市速度（图 6）。BT2152B 及配套 BT2155A 软件具有以下关键功能 ：
• 自放电电流的测量通道数每次可增加 4 个，最多达到 32 个通道
• 电流测量精度：± (0.33% + 1 μA)
• 电压测量精度：± (0.05% + 1 mV)
锂离子电芯的自放电 过大意味着存在潜在 故障。是德科技的新型 恒电位解决方案克服了 电池自放电测量的挑战， 能够为用户节省大量的 时间和成本，从而推动 产品加快上市。
图 6. 是德科技的恒电位测量技术 可以缩短判断电池自放电性能好坏所需的时间
用于研发的电芯表征
单通道 BT2191A 自放电测量系统
是德科技针对研发部门推出的 BT2191A 自放电测量系统（图 7）采用了一种全新 的恒电位测量方法，大大节省了测量锂离子电池自放电所需的时间。对于圆柱 形 18650 或 21700 电芯以及其他尺寸较小的电芯，您可以在 30 分钟到两个小时 不等的时间内快速测量稳定的自放电电流。对于大容量软包电芯（如 10-60Ah）， 测量可以在 1 到 4 个小时内完成，而采用传统的方法测量电芯开路电压随时间 的变化则会需要几天甚至是几周的时间。
单通道 BT2191A 自放电测量系统 与配套的 BT2192A 软件具有 以下关键优势 ：
• 以更快的速度测量自放电电流
• 在电芯设计和评测过程中快速分析自放电电流
• 缩短设计周期，加速产品上市 锂离子电芯的机械生产完毕之后，必须通过受控的充放电来进行 化成。
是德科技提供了模块化的电芯化成系统，该系统可以灵活 进行配置，以支持研发过程中少量的电芯化成工作，或是支持批 量生产中的大量电芯化成任务。
图 7. BT2191A 精确测量低至 ± (0.025％ + 100 nA) 的 低电平自放电电流，对电芯的干扰非常小
电芯充放电平台
Keysight BT2200 充放电平台
Keysight BT2200 充放电平台支持经济高效的锂离子电芯化成，而且非常容易重 新配置。其模块化配置在每个机箱内可以配备 8 至 256 个电芯或用户通道，提供 电芯所需的 6 A 至 200 A 最大电流范围。该平台具有以下优势 ：
• 6 A 到 200 A、8 到 256 个通道的模块化配置 ；每个机箱最多 8 个模块，每个 模块 32 个通道。
• 每个物理通道提供 ±6.25A 电流，可以并联最多 32 个通道，使得每个用户通 道可增加 ±200 A 的范围，采样间隔为 1 秒。
Keysight BT2200 充放电平台可针对新的或 额外的容量等级轻松进行 配置，帮助制造商以较低 的成本迅速响应不同类型 电芯的要求。
能源生态系统
光伏和智能电网技术
现代汽车电气化由整个能源生态系统提供支持，其中包括利用太阳能并将其进行 转化以便进行储能和配电的光伏逆变器。能源效率是这个生态系统的综合因素。能源效率是这个生态系统的综合因素。工程师面临一个挑战 ：怎样在从开发到批 量生产的整个环节中对每个设计进行验证和测试，以确保平稳、安全地过渡到 全新的电动交通世界。
是德科技提供全面的解决方案，可以帮助您应对各种设计和测试挑战，从而更快实现电动交通的创新愿景。
联系是德科技 www.keysight.com.cn
