O que é necessário para coletar dados de um veículo elétrico?

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O desenvolvimento de veículos elétricos (VEs) prioriza a compreensão da eficiência energética e do consumo de energia. Para conseguir isso, são essenciais medições precisas e análises de dados de vários sistemas, especialmente baterias, motores e inversores. A utilização de ferramentas de alta precisão, como registradores de dados e analisadores de energia, permite uma compreensão completa do desempenho desses sistemas e facilita as melhorias necessárias.

Noções básicas de desenvolvimento de EV e coleta de dados

Pontos-chave do artigo:
Tipos de dados necessários e métodos de medição
 Você pode compreender a importância dos dados de medição dos principais componentes do veículo, como tensão e temperatura da bateria, eficiência do motor e desempenho do inversor. O artigo também explicará métodos precisos de medição de dados usando registradores de dados e analisadores de energia.

Benefícios obtidos com este artigo:
 Discuta como uma abordagem baseada em dados melhora a eficiência operacional e a qualidade do produto, concentrando-se em benefícios específicos, como autonomia estendida, tempo de carregamento reduzido e melhoria geral da eficiência energética. Fornecerá informações sobre como os dados recolhidos podem ser analisados e utilizados para melhorar o desempenho do VE. Este artigo investiga profundamente a importância da recolha de dados no desenvolvimento de VE e metodologias eficazes para o fazer.

Dados essenciais para o desenvolvimento de VE

Passos cruciais para ampliar o alcance EV

Teste de carga-descarga da bateria

Um aspecto central do desenvolvimento de VE é avaliar o desempenho da bateria, principalmente através de testes de carga-descarga. Isso envolve carregar e descarregar repetidamente a bateria durante um período específico para avaliar seu desempenho, durabilidade e segurança. É vital registrar com precisão os dados de tensão e temperatura da bateria durante esses testes. Registradores de dados de alta precisão são recomendados para essa finalidade.

Aumento de tensão da bateria

Ampliar o alcance do VE e reduzir o tempo de carregamento é crucial para a melhoria do desempenho, dependendo do aumento da tensão da bateria. A medição precisa da tensão e temperatura de cada célula durante os testes de carga e descarga é essencial, formando a base para a avaliação geral do desempenho da bateria. Assim, os registradores de dados usados nesses testes exigem recursos específicos, como entrada de alto isolamento, resistência de alta tensão e funcionalidade multicanal. A escolha de registradores de dados projetados para uso em alta tensão garante uma coleta de dados mais segura e precisa.

Medição da tensão e temperatura da célula da bateria

Nos testes de avaliação de carga-descarga, o registro da tensão e da temperatura ajuda a compreender as características da bateria. As baterias consistem em numerosas células conectadas em série. O mau funcionamento de uma única célula pode levar à degradação geral do desempenho, tornando essencial compreender o comportamento de cada célula. A tensão de uma única célula é de cerca de 3,7 V, mas o potencial de terra do registrador de dados está sujeito à alta tensão das células empilhadas. Portanto, são necessários registradores de dados com alto desempenho de isolamento.

Com o aumento adicional da tensão da bateria, o número de células também aumenta. Portanto, são necessários data loggers capazes de ampliar o número de canais e oferecer configurações flexíveis.

Os registradores de dados HIOKI, especialmente os modelos LR8101 e LR8102, fornecem soluções ideais para medir baterias de alta tensão no desenvolvimento de EV. Esses modelos apresentam módulos especializados para medições de alta tensão, capazes de lidar com tensões terminal-terra de até 1.500 V e podem medir com segurança tensões de células em baterias superiores a 800 V. Esta capacidade é particularmente importante dada a tendência contemporânea de aumento da tensão das baterias EV.

Além disso, esses registradores de dados podem vincular módulos de medição, oferecendo a flexibilidade de medir com precisão a tensão e a temperatura de cada célula e monitorar simultaneamente vários conjuntos de baterias e outros componentes elétricos. Esta escalabilidade é essencial para a análise e otimização complexas de sistemas EV complexos.

Perda de energia em VEs

Gerenciar a perda de energia é um elemento crucial nos veículos elétricos. Além de otimizar a eficiência de componentes cruciais como motores e inversores, é necessário compreender a corrente CC (bateria CC auxiliar) para reduzir ainda mais o consumo de energia. Os componentes elétricos de um VE utilizam estas correntes CC e o seu consumo e correntes de fuga afetam a eficiência energética geral do veículo.

Importância da Corrente DC
 A corrente CC é a tábua de salvação para muitos componentes elétricos de um EV, incluindo a ECU (Unidade de Controle do Motor), limpadores, vidros elétricos, aquecedores, faróis e ventiladores de resfriamento. Compreender com precisão o consumo e as correntes de fuga desses componentes é vital para minimizar a perda de energia.

Importância e desafios da observação multiponto
 A observação multiponto de consumo e correntes de fuga requer medição de alta precisão de correntes CC, muitas vezes na ordem de dezenas de miliamperes. Medir estes valores simultaneamente durante longos períodos não é uma tarefa trivial.

Registrador de dados HIOKI LR8450-01
 O registrador de dados HIOKI LR8450-01 foi projetado para atender a essas necessidades complexas de medição. Este registrador de dados multicanal, usando módulos de medição sem fio, pode ser colocado próximo aos alvos de medição, reduzindo os esforços de fiação.

Sensores de corrente de alta precisão
Os sensores de corrente CT7812 (2A) e CT7822 (20A) da HIOKI são conhecidos por seu tamanho compacto. Eles podem acessar facilmente a fiação complexa e operar com eficiência em espaços confinados, como aqueles dentro de um VE. Estas ferramentas, capazes de medições de alta precisão, são adequadas para medições a bordo e monitorizam eficazmente a perda de energia do VE, ajudando assim a melhorar a eficiência energética global do VE.

  • Sensor de corrente CA/CC CT7812 (2A), CT7822 (20A)
    Exemplos de aplicação EV

Observação de sinais CAN e sinais analógicos da carroceria do veículo (temperatura e vibração e dados de potência)

    • Eficiência de Motores e Inversores
       No desenvolvimento de veículos elétricos, otimizar a eficiência dos motores e inversores é fundamental para utilizar eficazmente a capacidade limitada da bateria. Aqui, medir e analisar dados de consumo de energia usando analisadores de energia é crucial. Esses dados constituem a base para melhorar a eficiência do sistema.

      Otimização e Integração de Todo o Sistema
       Ao avaliar os sistemas xEV, é necessária uma gestão eficiente da energia de todo o veículo. Para conseguir isso, é importante integrar dados de potência com sinais analógicos como temperatura e vibração, juntamente com sinais CAN. A integração desses diversos tipos de dados melhora o desempenho e a eficiência geral do sistema, proporcionando maior autonomia e maior conforto de condução.

      Maximizando a eficiência e o desempenho
       Maximizar a eficiência dos principais componentes, como motores EV e inversores, está diretamente relacionado à eficiência energética geral. A captura precisa de dados de potência que flutuam rapidamente e a compreensão de todo o estado do veículo em tempo real são essenciais para a construção de um sistema com eficiência energética. Essa análise abrangente de dados permite a melhoria do desempenho do VE.

    • Monitoramento de temperatura
       Nos VEs, a temperatura afeta significativamente a autonomia. Especificamente, registradores de dados são usados para medir temperatura e corrente, e analisadores de energia para medir o consumo de energia.

      Relação entre temperatura e eficiência energética
       A gestão da temperatura nos VEs desempenha um papel central na extensão da autonomia. O controlo adequado do ambiente térmico do veículo (gestão térmica) otimiza a eficiência da bateria e reduz o consumo geral de energia.

      Simultaneidade e Integração de Dados
       A integração de dados obtidos de registradores de dados e analisadores de energia na mesma linha do tempo é crucial para a elaboração de estratégias de gestão eficazes. A vinculação de registradores de dados com entrada CAN e analisadores de potência com saída CAN permite centralizar diversos dados como temperatura, corrente e potência, permitindo análises mais precisas.

      Contribuindo para a eficiência
       Essa abordagem integrada de gerenciamento de dados reduz significativamente o tempo gasto na organização dos dados, contribuindo para a eficiência operacional. A análise de dados precisa e rápida ajuda a formular e implementar estratégias para otimizar o desempenho e a autonomia do VE mais rapidamente.

      A monitorização da temperatura e a integração de dados nos VE desempenham um papel crucial na otimização da eficiência energética e no aumento da autonomia. O gerenciamento preciso da temperatura e a análise de dados são elementos-chave para o sucesso no desenvolvimento de veículos elétricos.

    • Observação de sinais analógicos, sinais CAN e flutuações de energia na mesma série temporal

    Benefícios do uso de registradores de dados em VEs (o que pode ser alcançado com dados medidos)

    Dados altamente precisos fornecem informações indispensáveis para melhorar o desempenho do VE. Principalmente o uso de nossos produtos garante precisão e confiabilidade na coleta de dados, uma vantagem significativa.

    Gerenciamento térmico e tensão da bateria para estender o alcance

    Para alargar a autonomia de um VE, a gestão térmica é tão crucial como a capacidade da bateria. A temperatura da bateria afeta diretamente o seu desempenho. Por exemplo, dirigir a 30°C versus 40°C pode levar a uma diferença notável no alcance. O ambiente ideal da bateria geralmente deve ser mantido entre 20 e 30 graus, exigindo um gerenciamento eficaz do calor por meio de métodos como aquecimento da bateria ou uso de sistemas de resfriamento por líquido ou ar.

    Algumas diferenças percentuais na precisão da medição da tensão das células da bateria podem se traduzir em dezenas de quilômetros de alcance. Portanto, medir com precisão a tensão da bateria é extremamente importante. Usando os registradores de dados de alta precisão da HIOKI, essas delicadas flutuações de tensão podem ser capturadas com precisão. Isto permite identificar condições operacionais ideais para a bateria, formulando assim estratégias para maximizar o alcance.

    Otimizando o gerenciamento de energia EV

    • Exemplo de detecção de corrente EV por sensor de corrente e imagem de coleta de dados de pontos de medição distribuídos por módulo de medição sem fio

    Nos complexos sistemas elétricos de veículos elétricos (EVs), às vezes podem ocorrer consumos inesperados de energia e correntes de fuga. Esses problemas podem levar à diminuição da eficiência da bateria ou, na pior das hipóteses, representar riscos à segurança. Portanto, é essencial identificar e resolver rapidamente esses problemas. Em tais situações, o registrador de dados HIOKI LR8450 prova ser uma ferramenta eficaz. O LR8450 é um registrador de dados multicanal capaz de medir corrente de alta precisão, capturando com precisão até mesmo pequenas alterações na corrente. Isto permite a identificação eficiente de consumo anormal de energia e correntes de fuga no sistema elétrico do veículo.

    Produtos Hioki

    Conclusão

    Neste artigo, discutimos a coleta de dados em veículos elétricos (VEs) usando registradores de dados e analisadores de potência. A utilização de ferramentas HIOKI pode oferecer inúmeros benefícios, como ampliar o alcance e melhorar a eficiência operacional. Para os interessados em informações mais detalhadas sobre nossos produtos e suas aplicações, não hesite em nos contatar. Nossa empresa, com sua rica experiência, está pronta para apoiar o seu negócio.