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  汽車在電動(dòng)化、智能化浪潮的席卷之下，電動(dòng)汽車正在風(fēng)靡全球。Canalys的數(shù)據(jù)顯示2021年全球電動(dòng)汽車(EV)的銷量達(dá)650萬輛，同比增長(zhǎng)109%。區(qū)別于傳統(tǒng)汽車，具有更多電子設(shè)備的電動(dòng)汽車對(duì)安全性能的要求更高，車載充電、車內(nèi)通信、ADAS系統(tǒng)、電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向和懸架、逆變器、牽引電機(jī)、電池、模塊和電池組……大量系統(tǒng)必須經(jīng)過徹底測(cè)試才能視為可以安全駕駛。

電動(dòng)汽車關(guān)鍵子系統(tǒng)示意圖

對(duì)此，測(cè)試設(shè)備制造商和測(cè)試工程師需要能夠快速開發(fā)新測(cè)試解決方案以應(yīng)對(duì)汽車行業(yè)的變化。ADI作為半導(dǎo)體行業(yè)優(yōu)秀的解決方案提供商，能夠提供豐富齊全的高性能產(chǎn)品組合，為汽車測(cè)試行業(yè)帶來高水平的性能和穩(wěn)健性。

  一、硬件在環(huán)

  電控單元作為新能源汽車的核心之一，其測(cè)試更是重中之重。然而面對(duì)各式子系統(tǒng)和不斷迭代的需求，直接上整車臺(tái)架進(jìn)行測(cè)試，必然不符合成本邏輯，那么一種用于測(cè)試復(fù)雜實(shí)時(shí)系統(tǒng)且可以量身定制的測(cè)試技術(shù)就是絕佳選擇——硬件在環(huán)(HIL)。

  如今，隨著ECU功能越來越強(qiáng)，對(duì)HIL也更具挑戰(zhàn)性。需要更復(fù)雜的模型來滿足效率等新的市場(chǎng)要求，因?yàn)樗鼈儽仨殢?fù)制高功率開關(guān)行為。隨著模型日益復(fù)雜，計(jì)算時(shí)間也會(huì)增加，因此需要更快地采集和激發(fā)模擬輸入和輸出。

  ADI廣泛的信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)生成和隔離產(chǎn)品組合為HIL仿真器提供優(yōu)化的解決方案，關(guān)鍵是能夠以電壓或電流的形式測(cè)量或生成廣泛的輸入信號(hào)，同時(shí)保持非常低的延遲。無論系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求低功耗、低噪聲、高密度還是高精度，ADI都能提供完整的信號(hào)鏈解決方案。

  ● 電流和電壓測(cè)量

  通常應(yīng)用中會(huì)要求測(cè)量寬帶寬上的電壓或電流信號(hào)。信號(hào)鏈通常包括保護(hù)電路、模擬前端、信號(hào)調(diào)理、單通道或多通道ADC、基準(zhǔn)電壓源、電源管理和隔離。以下鏈接提供的信號(hào)鏈選項(xiàng)，用于測(cè)量高達(dá)1 MHz的寬帶寬，針對(duì)噪聲性能進(jìn)行了優(yōu)化，以支持AC和/或DC分析。

電流和電壓測(cè)量

  ● 電流和電壓驅(qū)動(dòng)

  模擬輸出電路必須能夠產(chǎn)生具有快速更新速率的動(dòng)態(tài)信號(hào)。電壓范圍、分辨率和輸出驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度。這些信號(hào)鏈通常包括精密DAC、隔離、電源管理、基準(zhǔn)電壓源、放大/信號(hào)調(diào)理和輸出保護(hù)。

電流和電壓驅(qū)動(dòng)

  二、硬件在環(huán)關(guān)鍵產(chǎn)品

  超快速16位精度電壓輸出DAC AD3542R設(shè)計(jì)用于生成多個(gè)輸出范圍，采用2.5 V固定基準(zhǔn)電壓源。AD3542R可以配置為實(shí)現(xiàn)多種電壓范圍，如2.5V、3V、10V或±5 V。

  支持信號(hào)擴(kuò)展的集成式全差分ADC驅(qū)動(dòng)器 ADAQ23878是一款高精度、高速μModule數(shù)據(jù)采集解決方案，通過將設(shè)計(jì)人員選擇、優(yōu)化和布局器件的重任移交給器件來縮短高精度測(cè)量系統(tǒng)的開發(fā)周期。

三、高壓傳動(dòng)系統(tǒng)測(cè)

試測(cè)試電動(dòng)汽車的高壓(HV)傳動(dòng)系統(tǒng)涉及仿真和測(cè)量逆變器、電池組、牽引電機(jī)和充電系統(tǒng)的高功率輸入、高功率輸出和控制信號(hào)。這些測(cè)試系統(tǒng)必須能夠提供峰值功率水平并仿真最壞情況，需要?jiǎng)討B(tài)電源或電子負(fù)載等技術(shù)來進(jìn)行高穩(wěn)健測(cè)試。此外，測(cè)試系統(tǒng)必須是雙向的或可再生的，以提高效率。測(cè)量和控制必須實(shí)現(xiàn)隔離，以確保在數(shù)百至數(shù)千伏的高壓水平下安全可靠地運(yùn)行。

電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)子系統(tǒng)

  高功率隔離信號(hào)鏈可實(shí)現(xiàn)測(cè)試電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)組件(如逆變器、電機(jī)、充電器和充電器連接)所需的效率和穩(wěn)健性。需要精確的測(cè)量和控制，以便測(cè)試系統(tǒng)在所有條件下都能高效可靠地運(yùn)行，并在需要時(shí)精確地提供所需的功率。這些解決方案共同提供了在汽車測(cè)試場(chǎng)景中準(zhǔn)確測(cè)量電壓和電流所需的混合信號(hào)電路。

ADI逆變器測(cè)試用動(dòng)態(tài)電源信號(hào)鏈

  ADI特色產(chǎn)品

  AD7606C-18是一款18位、同步采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，具有八個(gè)通道。每個(gè)通道均包含模擬輸入箝位保護(hù)、可編程增益放大器(PGA)、低通濾波器(LPF)和18位逐次逼近寄存器(SAR)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。

  ADN4620/ADN4621均為雙通道、信號(hào)隔離式、低壓差模信號(hào)(LVDS)緩沖器，數(shù)據(jù)速率高達(dá)2.5 Gbps，并且具有非常低的抖動(dòng)。這些器件集成了ADI公司的iCoupler®技術(shù)，已針對(duì)高速運(yùn)行進(jìn)行了增強(qiáng)，可提供LVDS信號(hào)鏈的插入式電氣隔離。

  四、協(xié)議分析工具

  協(xié)議分析工具或數(shù)據(jù)記錄器是監(jiān)控和記錄數(shù)字和模擬信號(hào)(例如溫度、電壓、電流或數(shù)字通信)的設(shè)備，用于診斷、維修或優(yōu)化車輛。現(xiàn)代汽車(尤其是電動(dòng)汽車)需要支持更快的信號(hào)速率和不斷發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)遵循小尺寸、低功耗和高耐用性要求，以提高在車輛中的使用效率。這些要求給汽車技術(shù)開發(fā)商帶來了新的挑戰(zhàn)：

  ●更多傳感器、控件和接口：更高的信號(hào)帶寬，復(fù)雜性增加

  ●現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行：低功耗、小尺寸和穩(wěn)健運(yùn)行，適用于惡劣環(huán)境或主動(dòng)路測(cè)

  ●不斷發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)和要求：確保支持各種有線和無線協(xié)議

  ● 耐用性和多功能性：性能穩(wěn)健，具有容錯(cuò)能力

現(xiàn)代汽車中使用了各種車內(nèi)協(xié)議

  協(xié)議分析工具需要支持多種接口，ADI的產(chǎn)品組合包括CAN、LIN、SENT、GMSL、RS-485/RS-232或多協(xié)議、USB、汽車以太網(wǎng)、A2B、C2B、E2B等。由數(shù)據(jù)記錄器監(jiān)測(cè)的常見信號(hào)(例如溫度、電壓或電流)適用于窄帶過采樣ADC，而Σ-Δ ADC提供高信號(hào)鏈集成度，并且多通道選項(xiàng)可用于同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)信號(hào)。ADI為便攜式應(yīng)用提供緊湊型集成隔離式通信、多通道ADC以及低功耗MCU和ADC選項(xiàng)。

數(shù)據(jù)記錄儀和協(xié)議分析儀

  特色產(chǎn)品

ADuM4165/ADuM4166是 USB 2.0 端口隔離器，利用 ADI 公司的 iCouple® 技術(shù)，可根據(jù)需要，來動(dòng)態(tài)支持所有 USB 2.0 數(shù)據(jù)速率，包括低速 (1.5 Mbps)、全速 (12 Mbps) 或高速 (480 Mbps)。這些套件支持具有自動(dòng)速度協(xié)商的主機(jī)隔離以及外設(shè)隔離。

  AD4116是一款低功耗、低噪聲24位Σ-Δ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，它集成了一個(gè)模擬前端(AFE)，支持6個(gè)全差分或11個(gè)單端高阻抗(≥10 MΩ)雙極性±10 V電壓輸入。額外的2個(gè)差分或4個(gè)單端/偽差分直接ADC輸入在較低的輸入范圍內(nèi)提供出色的性能。

  噪音、振動(dòng)和粗糙度 (NVH)

  在開發(fā)電機(jī)或動(dòng)力轉(zhuǎn)向等新技術(shù)時(shí)，了解設(shè)備將如何響應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的變量(如道路振動(dòng)和其他惡劣條件)至關(guān)重要。電子信號(hào)中不必要的聲音或中斷會(huì)產(chǎn)生聽覺干擾，從而對(duì)消費(fèi)者的駕駛體驗(yàn)產(chǎn)生負(fù)面影響。更糟糕的是，未得到控制的振動(dòng)會(huì)隨著時(shí)間的推移損壞電氣和機(jī)械部件，從而導(dǎo)致潛在的災(zāi)難性故障。

  車輛駕駛測(cè)試有助于應(yīng)對(duì)研發(fā)階段的這些挑戰(zhàn)，從而可以實(shí)施和驗(yàn)證降噪技術(shù)。相比之下，基于狀態(tài)的監(jiān)測(cè) (CbM) 旨在發(fā)現(xiàn)電機(jī)和機(jī)械的類似低效問題，通常用于在部署后進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。NVH測(cè)試主要用于研發(fā)認(rèn)證階段，而CbM則用于監(jiān)控現(xiàn)有運(yùn)行中機(jī)器或進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)。

MEMS連接DAQ信號(hào)鏈

特色產(chǎn)品

  ADXL1001/ADXL1002 在具有兩個(gè)滿度范圍選項(xiàng)的拓展頻率范圍內(nèi)提供超低的噪聲密度，并且提供優(yōu)化的工業(yè)條件監(jiān)測(cè)能力。ADXL1001 (±100 g) 和 ADXL1002 (±50 g) 分別具有 30 μg/√Hz 和 25 μg/√Hz 的典型噪聲密度。兩款加速度計(jì)器件均具有穩(wěn)定、可重復(fù)的靈敏度，并且可以承受高達(dá) 10,000 g 的外部沖擊。

  ADAQ7768-1是一款 24 位精密數(shù)據(jù)采集μModule®解決方案，將信號(hào)調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換和處理模塊封裝到一個(gè)系統(tǒng)級(jí)封裝(SIP) 設(shè)計(jì)中，從而能夠快速開發(fā)高度緊湊、高性能的精密DAQ系統(tǒng)。