和新能源汽車相關的三電測試技術包含電池儲能測試、逆變器測試、充電測試、BMS測試等，如圖1所示。本期為大家介紹KEYSIGHT充電技術測試，暨針對整個電動汽車和電動汽車充電基礎設施（通常指充電樁和充電箱）所提供的測試解決方案。
圖1 新能源汽車相關的測試技術
摘要：
汽車元器件獨立測試的概念與模型
汽車充電設備測試技術和方案
第一部分：汽車元器件獨立測試的概念與模型
首先，以「逆變器」為例，先給大家介紹汽車中元器件獨立測試的概念。然后，再來介紹為整個電動汽車和電動汽車充電設備生態系統而打造的測試解決方案。假設現在準備開發一個電氣傳動系統的元器件，并且接下來要對它進行驗證測試，這就會面臨某些挑戰。比如：“如何確保這個元器件能夠滿足復雜系統的要求？”這里的“復雜”是指這些元器件不僅要連接高壓電源，還要連接低壓通信。如何執行這類測試？
圖2 圖片來自于寶馬 i3
絕大多數人一定希望立即測試自己的逆變器，而不是等到其他元器件都備齊后再開始。為了減少開發時間和成本，研發人員通常不會等到電機系統開發完成之后再來做這項測試。此外，同樣重要的是：“如何確保元器件在發生故障時也能正常工作？怎樣對元器件的故障進行測試？” 比如，連接的元器件有可能出現了故障，要怎樣進行測試？這些都是在進行元器件獨立測試時將會遇到的主要挑戰。
以電動汽車寶馬i3為例來說明，在這輛車里，有不同的元器件，有些元器件是連在一起的。例如，這個逆變器位于后側，在它下方則是電機，因此逆變器與電機靠得非常近。假設在沒有電機和電池包的情況下，對逆變器進行測試，并且只測試逆變器本身。要測試逆變器，必須用所謂的電機模擬器（Machine Emulator）來替代電機。而旁邊的電池也必須用這個電池模擬器來替代，如圖所示，它被稱作「動態直流電池模擬器」（Dynamic DC Emulator）。同樣，在低壓方面，必須對汽車中信號進行仿真。對于有現有的模型，無論是 Matlab Simulink 模型還是其他模型，都可以用它來仿真道路場景或仿真循環駕駛的路況，等等。
圖3 汽車元器件測試 V-Model
使用 Power HiL 系統來進行車輛仿真。「電機模擬器」可以仿真不同的電機。可以通過不同的參數設置來仿真同步電機、異步電機或是希望模擬的其他類型的機器。電機可以是3相，也可以是6相或者是實驗所需要的其他類型。在DC（直流）端，「電池包模擬器」可以設置模擬器的內阻配置電池的動態特性，從而為逆變器兩端提供需要的信號，這意味著仿真在汽車中真實連接的元器件。該方案希望能用模擬器來替代逆變器，以使車內的逆變器和所有與之相連的器件都可以被仿真。
這個的示例很好地展示了這一點，一切都可以通過參數來靈活配置，只需替換模擬器內的模型即可。在開發元器件時，設計人員可能會根據「V-Model」來執行這樣的操作。這意味著對于定制化的要求，并且最終到達系統驗收測試這一步。在系統和元器件設計好之后，就需要對它們進行測試了。可以選擇用「低壓 HiL」來進行測試。也就是說，可以測試逆變器的通信部分，其中包括 CAN 通信、電源以及 I/O 信號，還有安全信號。這使得執行大量的故障測試成為可能。
第二部分：汽車充電設備測試技術和方案
電動汽車和插電式混動汽車（EV、PHEV）的發展和推廣取決于充電基礎設施（充電樁或者充電箱）的大范圍鋪設和使用。由于最近出臺的一些標準以及相關領域經驗的缺乏，EV和EVSE之間出現的交互故障頻繁發生。
圖4 KEYSIGHT Scienlab 充電測試系統
充電基礎設施與HEV或EV之間的充電過程是一個復雜的生態系統，涉及眾多關聯方：汽車制造商（OEM）；第三方檢測機構；充電基礎設施（如：充電樁或者充電箱）的制造商；運營商以及工廠。電動汽車供電設備（EVSE）的互操作性對于確保服務提供商的運營和終端客戶的駕駛體驗非常重要。充電設施在推向市場之前，必須滿足眾多要求。除了正確無誤的通信能力之外，功率是首要考慮因素。
