Test degli inverter — elettronica di potenza automobilistica

Che cos'è Inverter?

Il test dell'inverter verifica l'unità elettronica di potenza che converte la corrente continua della batteria in corrente alternata che aziona il motore elettrico, per prestazioni, efficienza, comportamento termico e compatibilità elettromagnetica. Poiché l'inverter è il componente che genera il rumore di commutazione più elevato nel veicolo, l'aspetto EMC è particolarmente critico.

Scopo di Inverter

Lo scopo è verificare che l'inverter fornisca la potenza e l'efficienza dichiarate, funzioni entro i limiti termici e non irradi interferenze inaccettabili nell'impianto elettrico del veicolo.

A quali prodotti si applica Inverter?

Invertitori di trazione per veicoli elettrici
Moduli di propulsione integrati
Inverter per sistemi ausiliari
Invertitori per veicoli commerciali e autobus

In quali settori si utilizza Inverter?

AutomobilisticoElettrico ed elettronicoEnergia

Norme relative a Inverter

UNECE R10compatibilità elettromagnetica nei veicoli test
CISPR25Degrado radio dei componenti dell'auto test
Serie ISO 11452
Serie ISO16750
ISO 6469-3
ISO26262

Condizioni di Inverter

Carica profilo: Nei punti di potenza continua e di punta; secondo i punti di funzionamento indicati dal cliente
Raffreddamento: Alla temperatura e alla portata del liquido di raffreddamento dichiarate
EMC: Emissioni irradiate e condotte secondo le classi CISPR 25; Immunità ISO 11452

Apparecchiatura per Inverter

Sorgente CC ad alta potenza e carico rigenerativo
Dinamometro o emulatore di motore
Analizzatore di potenza (larghezza di banda elevata)
Unità di condizionamento del liquido di raffreddamento
Camera semianecoica EMC e LISN
Termocamera e registratore di temperatura

Requisiti del campione per Inverter

Unità inverter e cablaggio
Interfacce di collegamento del raffreddamento
È necessario definire la versione del software di controllo e il set di parametri
Dovrà essere fornita la tabella dei punti di funzionamento e i valori nominali dichiarati

Durata di Inverter

La mappatura delle prestazioni e dell'efficienza richiede alcuni giorni; insieme ai test EMC e di durabilità ambientale, la campagna si estende per diverse settimane.

Procedura di Inverter

1Vengono registrate la descrizione dell'unità e la versione del software.
2Il sistema di raffreddamento è collegato e condizionato.
3I punti operativi vengono spazzati per produrre una mappa di efficienza.
4Viene verificata la resistenza alla potenza continua e di picco.
5Vengono controllati il comportamento termico e le funzioni di protezione (derating).
6Vengono applicati test sulle emissioni e sull'immunità EMC.
7Vengono eseguiti test di durabilità ambientale (temperatura, vibrazioni, umidità).

Criteri di accettazione di Inverter

Il criterio di accettazione per i valori di efficienza e potenza è determinato dalle specifiche del cliente. Per quanto riguarda la compatibilità elettromagnetica, la base sono i limiti di classe pertinenti di UNECE R10 e CISPR 25; queste sono le curve limite nel testo della norma.

Valutazione dei risultati

La mappa di efficienza, l'aumento di temperatura e lo spettro di emissione vengono valutati insieme. I picchi di emissione osservati alla frequenza di commutazione e le sue armoniche indicano l'adeguatezza del progetto di filtraggio.

Rapporto di Inverter

Descrizione dell'unità, valori nominali e versione software
Mappa dell'efficienza e risultati dei punti di funzionamento
Misure termiche e comportamento di declassamento
Spettri di emissione EMC e risultati di immunità
Risultati dei test 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
Sicurezza elettrica ISO 6469-3

Otomotiv Testleri — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Inverter; 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 Inverter

La compatibilità elettromagnetica a livello di componente è sufficiente?

No. Per lo sviluppo sono necessari test a livello di componente (CISPR 25), ma l'omologazione del tipo di veicolo viene valutata a livello di veicolo ai sensi dell'UNECE R10. I risultati dei componenti riducono il rischio a livello di veicolo ma non lo sostituiscono.