CN220798083U - 一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，包括直流回路模块、交流回路模块和电流数据显示模块，所述电流数据显示模块分别与所述直流回路模块和所述交流回路模块电性连接，所述电流数据显示模块包括电流波形采样设备；所述直流回路模块包括可调低压直流电源和直流电抗器。本实用新型公开的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，其交流回路模块与直流回路模块并联，在试品回路产生直流电流与高频交流谐波电流的叠加，实现了用于温升测试的恒定直流叠加20kHz交流谐波电流工况下的电流发生装置。
Description
技术领域
本实用新型属于电流发生技术领域，具体涉及一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置。
背景技术
新能源电动汽车以充电电池作为动力，整流(交流变直流)和逆变(直流变交流)是其主要电气技术。在整流和逆变的过程中，普遍存在直流电流叠加高次谐波电流的现象。由于高次谐波电流对安装在电控箱内的控制电器和保护电器(如：直流接触器和熔断器)具有集肤效应现象，造成使用电器和电控箱温升升高，高温会导致塑料件融化、电路短路和绝缘损坏，甚至引起火灾等安全隐患。
因此，整车厂根据实际电路出发，要求对直流接触器进行温升测试。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，其交流回路模块与直流回路模块并联，在试品回路产生直流电流与高频交流谐波电流的叠加，实现了用于温升测试的恒定直流叠加20kHz交流谐波电流工况下的电流发生装置。
为达到以上目的，本实用新型提供一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，包括直流回路模块、交流回路模块和电流数据显示模块，所述电流数据显示模块分别与所述直流回路模块和所述交流回路模块电性连接，其中：
所述电流数据显示模块包括电流波形采样设备；
所述直流回路模块包括可调低压直流电源和直流电抗器，所述可调低压直流电源的正极与位于环境试验箱的试品一端连接并且所述可调低压直流电源的负极依次通过所述直流电抗器和所述电流波形采样设备与试品的另一端连接；
所述交流回路模块包括高频可调交流电源、隔离变压器和电容器，所述高频可调交流电源与所述隔离变压器连接，所述隔离变压器的一端与所述试品的一端连接并且所述隔离变压器的另一端通过所述电容器和和所述电流波形采样设备与试品的另一端连接。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述电流波形采样设备包括电流波形采样电路，其中：
所述电流波形采样电路包括运放器U1，所述运放器U1的负极输入端通过电阻R3连接电流输入端A并且所述运放器U1的负极输入端和输出端之间连接有电阻R5；所述运放器U1的正极输入端通过电阻R2连接电流输入端B并且所述运放器U1的正极输入端还通过电阻R4接地。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述电阻R3靠近所述电流输入端A的一端通过电阻R1与所述电阻R2靠近所述电流输入端B的一端电性连接。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，还包括热电偶测温电路，所述热电偶测温电路与试品连接。
作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，还包括升温显示器，所述升温显示器与所述热电偶测温电路连接。
附图说明
图1是本实用新型的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置的电气连接图。
图2是本实用新型的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置的升温试验原理图。
图3是本实用新型的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置的结构示意图。
图4是本实用新型的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置的电流波形采样电路图。
图5是本实用新型的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置的热电偶测温电路图。
图6是本实用新型的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置的温度曲线图。
附图标记包括：1、高频可调交流电源；2、隔离变压器；3、电容器；4、可调低压直流电源；5、直流电抗器；6、环境试验箱。
具体实施方式
以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
本实用新型公开了一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，下面结合优选实施例，对实用新型的具体实施例作进一步描述。
在本实用新型的实施例中，本领域技术人员注意，本实用新型涉及的试品等可被视为现有技术。
优选实施例。
如图1-6所示，本实用新型公开了一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，包括直流回路模块、交流回路模块和电流数据显示模块，所述电流数据显示模块分别与所述直流回路模块和所述交流回路模块电性连接，其中：
所述电流数据显示模块包括电流波形采样设备；
所述直流回路模块包括可调低压直流电源4和直流电抗器5，所述可调低压直流电源4的正极与位于环境试验箱6的试品一端连接并且所述可调低压直流电源4的负极依次通过所述直流电抗器5和所述电流波形采样设备与试品的另一端连接；
所述交流回路模块包括高频可调交流电源1、隔离变压器2和电容器3，所述高频可调交流电源1与所述隔离变压器2连接，所述隔离变压器2的一端与所述试品的一端连接并且所述隔离变压器2的另一端通过所述电容器3和和所述电流波形采样设备与试品的另一端连接。
具体的是，所述电流波形采样设备包括电流波形采样电路，其中：
所述电流波形采样电路包括运放器U1，所述运放器U1的负极输入端通过电阻R3连接电流输入端A并且所述运放器U1的负极输入端和输出端之间连接有电阻R5；所述运放器U1的正极输入端通过电阻R2连接电流输入端B并且所述运放器U1的正极输入端还通过电阻R4接地。
更具体的是，所述电阻R3靠近所述电流输入端A的一端通过电阻R1与所述电阻R2靠近所述电流输入端B的一端电性连接。
进一步的是，还包括热电偶测温电路，所述热电偶测温电路与试品连接。
更进一步的是，还包括升温显示器，所述升温显示器与所述热电偶测温电路连接。
对于本实用新型：
试验条件为：恒定直流200A叠加高次谐波电流。其中：高次谐波电流有效值31.8A(峰值约为45A)频率为20kHz(周期为50μs)。
由于电器的发热，仅与电流有关，与电压无关。基于这个基本理论，我们获得了“一种用于新能源电器温升测试的电流发生装置”技术，其核心技术为恒定直流源叠加高次谐波电流源方法，电流发生装置的电气原理如图1所示；
电流发生装置工作原理：
本发明在于提供一种用于新能源电器温升测试的电流发生装置，本装置由直流回路部分、交流回路部分与电流数据采集部分组成。电路原理图见图1。
直流回路模块包括可调低压直流电源、直流电抗器。通过直流电源、直流电抗器回路实现直流电流的恒定输出，其中直流电抗器可有效地降低直流电路中的交流分量。
交流回路模块包括高频可调交流电源、隔离变压器、电容器。通过高频交流电源回路实现高频交流电流输出，通过隔离变压器、电容器实现直流电源与高频交流电源的隔离，其中电容器可以通交流阻直流达到限制交流电路中的直流分量的目的。
电流数据显示模块由电流波形采样设备(含交直流电流探头与示波器)构成，用于采集与显示高频电源电流输出值与波形。
交流回路模块与直流回路模块并联，在试品回路产生直流电流与高频交流谐波电流的叠加。实现了用于温升测试的恒定直流叠加20kHz交流谐波电流工况下的电流发生装置。
为模拟新能源汽车内控制箱周围环境温度，根据委托要求，将试品(直流接触器)放入高温恒温试验箱。设定温度+85℃并至样品稳定。见图2、图3：温升试验原理图与温升测试布置图
(2)按图1电路原理图与图2实验装置原理图连接测试电路。
(3)控制线圈施加额定控制电源电压，让接触器处于闭合状态。
(4)调节直流电源的输出电流至DC 200A稳定，这里的直流电源为低电压且电流可调；高频交流电源输出频率设置为20kHz并调节输出电压，这里的高频交流电源为频率可调、输出电压可调来实现频率可调的交流谐波电流。为验证输出电流，可使用示波器、录波仪和交直流电流探头等测量高频电源的电流输出值及其波形，直至直流电流和高频谐波交流电流达到测试规定值。
(5)电流波形采样电路如图4所示，实际测量直流电流叠加20kHz交流谐波电流的波形。通过调节直流电源和高频交流电源，使试验过程中流经试品的试验电流满足要求。
由图3得到：Imax＝245.7A；Imin＝155.7A；频率＝20kHz
直流电流平均值＝(Imax+Imin)÷2＝(245.7+155.7)÷2＝200.7A
20kHZ交流谐波电流有效值＝(Imax-Imin)÷2√2＝31.8A
用J型热电偶对各个被检测部位的温度进行检测。使用无纸记录仪每秒记录一次正极触点、负极触点、线圈外壳及安装盒的温度，通电时间1.5h。图5为热电偶测温电路图，实测温度曲线如图6所示。
新能源汽车一般要求最大温度小于150℃，温度过高会导致塑料件老化变形导致存在安全隐患严重时造成车毁人亡的事故，随着直流充电桩快速充电技术的发展这类现象会更加突出，如何改进高频谐波电流对新能源汽车在快速充电过程中零部件的温升影响，本实用新型提供一种可行方案。
值得一提的是，本实用新型专利申请涉及的试品等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型专利的发明点所在，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。
对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，其特征在于，包括直流回路模块、交流回路模块和电流数据显示模块，所述电流数据显示模块分别与所述直流回路模块和所述交流回路模块电性连接，其中：
所述电流数据显示模块包括电流波形采样设备；
所述直流回路模块包括可调低压直流电源和直流电抗器，所述可调低压直流电源的正极与位于环境试验箱的试品一端连接并且所述可调低压直流电源的负极依次通过所述直流电抗器和所述电流波形采样设备与试品的另一端连接；
所述交流回路模块包括高频可调交流电源、隔离变压器和电容器，所述高频可调交流电源与所述隔离变压器连接，所述隔离变压器的一端与所述试品的一端连接并且所述隔离变压器的另一端通过所述电容器和和所述电流波形采样设备与试品的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，其特征在于，所述电流波形采样设备包括电流波形采样电路，其中：
所述电流波形采样电路包括运放器U1，所述运放器U1的负极输入端通过电阻R3连接电流输入端A并且所述运放器U1的负极输入端和输出端之间连接有电阻R5；所述运放器U1的正极输入端通过电阻R2连接电流输入端B并且所述运放器U1的正极输入端还通过电阻R4接地。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，其特征在于，所述电阻R3靠近所述电流输入端A的一端通过电阻R1与所述电阻R2靠近所述电流输入端B的一端电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，其特征在于，还包括热电偶测温电路，所述热电偶测温电路与试品连接。
5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车用电器温升测试的电流发生装置，其特征在于，还包括升温显示器，所述升温显示器与所述热电偶测温电路连接。
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