Test del convertitore CC/CC — elettronica di potenza automobilistica

Che cos'è Converter?

Il test del convertitore DC/DC verifica l'unità nei veicoli elettrici che alimenta la rete a bassa tensione a 12 V (o 48 V) dalla batteria ad alta tensione. Il convertitore è anche un componente di sicurezza che separa i circuiti ad alta tensione e a bassa tensione; l'integrità dell'isolamento galvanico è fondamentale.

Scopo di Converter

Lo scopo è verificare che il convertitore eroghi la potenza di uscita dichiarata e la regolazione, che sia mantenuta la barriera di isolamento e che funzioni compatibilmente con l'impianto elettrico del veicolo.

A quali prodotti si applica Converter?

Convertitori CC-CC AT/BT per veicoli elettrici
Convertitori ibridi leggeri da 48 V
Moduli elettronici di potenza integrati
Convertitori per veicoli commerciali

In quali settori si utilizza Converter?

AutomobilisticoElettrico ed elettronico

Norme relative a Converter

UNECE R10compatibilità elettromagnetica nei veicoli test
CISPR25Degrado radio dei componenti dell'auto test
Serie ISO 11452
Serie ISO16750
ISO 6469-3
ISO7637transitori elettrici condotti nei veicoli test

Condizioni di Converter

Intervallo di tensione in ingresso: Entro l'intervallo di ingresso HV dichiarato; verifica ai limiti inferiore e superiore
Carico in uscita: Passato da nessun carico a pieno carico; si misurano la regolamentazione e l’efficienza
Isolamento: Rigidità dielettrica e resistenza di isolamento tra i circuiti AT e BT

Apparecchiatura per Converter

Sorgente HV DC programmabile
Carico elettronico
Analizzatore di potenza
Tester di rigidità dielettrica e di isolamento
Banco di prova EMC e LISN
Unità di condizionamento frigorifero
Oscilloscopio

Requisiti del campione per Converter

Unità convertitore e cablaggio
Interfaccia di raffreddamento
Devono essere indicati gli intervalli di ingresso/uscita dichiarati e i valori di potenza
Deve essere fornita la definizione dell'interfaccia di controllo (CAN, se presente).

Durata di Converter

La verifica delle prestazioni elettriche richiede alcuni giorni; insieme ai test EMC e ambientali, diverse settimane.

Procedura di Converter

1Vengono registrati la descrizione dell'unità e i valori nominali.
2Vengono misurate la resistenza di isolamento e la rigidità dielettrica.
3La tensione di ingresso e il carico vengono analizzati per misurare l'efficienza e la regolazione.
4Vengono verificate le funzioni di protezione da sovraccarico e cortocircuito.
5Vengono controllati il comportamento termico e il declassamento.
6Viene applicata la resistenza ai transitori di tensione (ISO 7637).
7Vengono eseguiti test sulle emissioni e sull'immunità EMC.

Criteri di accettazione di Converter

I criteri di accettazione delle prestazioni sono determinati dalle specifiche del cliente. Per quanto riguarda l'isolamento e la sicurezza elettrica, la base è la norma ISO 6469-3; lato EMC, i limiti UNECE R10 e CISPR 25.

Valutazione dei risultati

La curva di efficienza, l'ondulazione di uscita, la risposta ai transitori di carico e i risultati dell'isolamento vengono valutati insieme. Qualsiasi indebolimento della barriera isolante viene considerato come un accertamento di sicurezza.

Rapporto di Converter

Descrizione dell'unità e valori nominali
Risultati di isolamento e resistenza dielettrica
Misure di efficienza e regolazione
Verifiche della funzione protettiva
Risultati dei test EMC e ambientali

Accreditamento

EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.

Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Ambito e autorizzazioni

Regolamenti correlati

UNECE R10
ISO 6469-3

Otomotiv Testleri — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Converter; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Le prove automobilistiche mostrano che un componente continua a funzionare in condizioni che rappresentano i carichi che incontrerà nella vita del veicolo. Un veicolo non è un prodotto singolo ma un AMBIENTE: vibrazione, cicli di temperatura, acqua salata, impatto di ghiaia, transitori elettrici e rumore elettromagnetico sono tutti presenti simultaneamente e per anni.

Ciò che distingue questa famiglia è che le SPECIFICHE DEL COSTRUTTORE DEL VEICOLO si sovrappongono alle norme. Le pubblicazioni ISO e SAE stabiliscono la base comune; ma Volkswagen, BMW, Ford, Stellantis, Toyota e Renault definiscono nelle proprie specifiche livelli di severità, prove aggiuntive e criteri di accettazione diversi. Per un componente, la frase "conforme alle norme automobilistiche" da sola non basta; occorre rispondere quale specifica di quale costruttore, e quale revisione di essa.

La famiglia riunisce tre processi distinti spesso confusi tra loro. L'omologazione riguarda le approvazioni di tipo di cui un veicolo ha bisogno per circolare ed è retta dall'autorità statale. L'approvazione del fornitore significa superare i requisiti propri di qualità e prova del costruttore del veicolo ed è un rapporto commerciale. Il terzo è la verifica di progettazione: il team di ingegneria dimostra che il proprio progetto soddisfa i propri obiettivi.

A livello di componente, il piano di prova si costruisce attorno al LUOGO D'USO. Un modulo nel vano motore e uno nel bagagliaio non attraversano lo stesso profilo di temperatura e vibrazione; un componente dentro una portiera e uno nella console del tetto non vedono la stessa esposizione ad acqua e polvere. La serie ISO 16750 è il quadro comune di questo approccio basato sull'ubicazione.

Il passaggio al veicolo elettrico ha rimodellato il settore. Sicurezza ad alta tensione, coordinamento dell'isolamento, sicurezza della batteria, conformità dell'interfaccia di ricarica e comportamento elettromagnetico dei componenti ad alta tensione sono stati aggiunti al set classico di prove automobilistiche. In un veicolo silenzioso, sono cambiate anche le aspettative acustiche e vibrazionali; suoni un tempo mascherati dal motore a combustione sono ora udibili.

Il lato del sistema di qualità non può essere separato dalla prova in questo settore. Un produttore secondo IATF 16949 presenta i risultati di prova nel fascicolo PPAP; l'analisi del sistema di misura, lo studio di capacità di processo e il piano di controllo circondano il rapporto di prova. Un singolo buon risultato non basta: bisogna dimostrare che il processo può ripeterlo.

Gruppi di metodi in questo ambito

Ambientale e climatico
Cicli di temperatura, shock termico, calore umido, nebbia salina, penetrazione di polvere e acqua (IP), irraggiamento solare. I livelli di severità variano secondo la posizione di montaggio.
Meccanico
Vibrazione sinusoidale e casuale, urto, carichi meccanici, coppia di serraggio dei fissaggi e cicli di durabilità.
Elettrico
Variazioni della tensione di alimentazione, transitori (ISO 7637), inversione di polarità, sovratensione, cortocircuito e misure di corrente di riposo.
EMC
Emissioni dei componenti (CISPR 25), immunità irradiata e condotta (serie ISO 11452), scarica elettrostatica (ISO 10605).
Materiali ed emissioni
Odore, fogging ed emissioni di COV dai materiali interni; infiammabilità; invecchiamento UV; durabilità del rivestimento e impatto di ghiaia.
Sicurezza funzionale e cibersicurezza
Evidenze di sicurezza funzionale secondo ISO 26262 e ingegneria di cibersicurezza secondo ISO/SAE 21434; questi sono legati alla normativa tramite UNECE R155 e R156.

Confusioni frequenti in questo ambito

Un rapporto automobilistico senza riferimento alla specifica non è accettato nella catena di fornitura; occorre indicare quale specifica OEM e revisione sia stata applicata.
L'omologazione di tipo e l'approvazione del fornitore sono processi diversi. Un componente con approvazione E-Mark non è per questo considerato aver superato le prove di accettazione proprie dell'OEM.
Un risultato ottenuto su un prototipo non si trasferisce alla produzione in serie; il PPAP si effettua con parti di produzione in serie.
Sul lato EMC, misurare solo l'emissione resta incompleto; l'immunità è un ambito a parte ed è più critica nel veicolo.
Sui componenti dei veicoli elettrici, la sicurezza ad alta tensione è una competenza distinta; l'infrastruttura di prova classica a 12 V non è sufficiente.

Quali decisioni supportano questi risultati

Approvazione del componente del fornitore e il fascicolo PPAP
Omologazione di tipo UNECE e marcatura E-Mark
Verifica di progettazione ed evidenza di durabilità
Analisi delle cause profonde di reclami sul campo e resi in garanzia
Valutazione dell'impatto di una modifica di progettazione o di fornitore

Test correlati

Domande frequenti su Converter

Perché il test di isolamento è fondamentale?

Il convertitore DC/DC è la barriera che separa l'alta tensione dal circuito toccabile a bassa tensione. L'indebolimento di questa barriera significa che l'utente potrebbe essere esposto ad alta tensione; è quindi fondamentale per la valutazione della sicurezza elettrica.