Tässä artikkelissa käsitellään sähköautojen rakentamiseen ja kehittämiseen liittyviä mittalaitteita. Seuraavassa esitellään erilaiset laitteet ja niiden ominaisuuksia, erilaisten keskeisten suureiden mittaustapoja ja käsitellään myös mittausten sähköturvallisuutta.
Table of Contents
|
Mittaustiloja
Akustotestaus
- Akuston ja BMS:n testaus
- Turvallinen mittaustila
- Sähköinen isotehoinen kuorma
- Vikatilanteiden simulointi?
Häiriömittauslaboratori
- Ajoneuvopuolen EMC-mittaukset
Mekaaninen suorituskyky
- Dynamometri (akuston, moottorinohjaimen ja moottorin koeajoon)
Mittalaitteita
Kannettava oskilloskooppi. Tärkeä
Oskilloskoopilla voidaan mitata pulssimuotoja yleensä kahdesta signaalista yhtä aikaa (jännitteen muuttuminen ajan kuluessa).
- Isoloidut mittakanavat ja mittapäät (muovirunko)
- Jännitekesto 1000V luokkaa
- Sopivia eristettyä mittapäitä (muovirunkoinen BNC)
- PC-liityntä. Tärkeä.
- Yhdistetty yleismittaritoiminnot. Suositeltava.
Spektrianalysaattori
Spektrianalysaattorilla voidaan mitata laitteiden häiriöitä eri taajuuksittain (lähinnä radiotaajuisia).
Rakenteet:
- skannaava - kuunneltavaa taajuutta muutetaan askeltaen, pitkä mittaus
- FFT - voi tutkia spektrin muuttumista ajan mukana ja saada lyhyestä mittauksesta yleiskuvan häiriöistä
Yleismittari. Tärkeä
- Jännitekesto 1000V luokkaa. Tärkeä.
- Jännitemittaus: tasa- ja vaihtojännite noin 100mV .. noin 1000V. Tärkeä.
- Virtamittaus: tasa- ja vaihtovirta noin 100mA .. noin 10A. Tärkeä.
- suuremmat virrat ulkoisella shuntilla tai pihdillä
- Vastusmittaus: noin 100 Ω .. noin 10 MΩ. Tärkeä.
- ei sovellu pienten ylimenovastusten mittaamiseen, mitattava kuormitettaessa liitoksen yli jäävä jännite tai käytettävä erityistä mittalaitetta
- Lämpötilamittaus. Suositeltava.
- Tyypillisesti K-termoparianturi (lanka-anturi)
- Datankeruu ja PC-liityntä. Suositeltava.
Katso myös: Yleismittari Wikipediassa
Pihtivirtamittari. Tärkeä
Pihtivirtamittarilla voidaan mitata johtimessa kulkeva virta katkaisematta johdinta. Mittaus perustuu johtimen virran aiheuttamaan magneettikenttään. Kaapelista, jossa on myös paluujohdin, virtaa ei voida mitata, koska meno- ja paluuvirta kumoavat toisensa.
- Jännitekesto 1000V luokkaa. Tärkeä
- Myös DC-virtamittausalue (Hall-periaate). Tärkeä
- Virrat 1..500A tasolle asti, reilun kokoinen suipon mallinen pihti
- Joko erillinen pihtivirtamittari tai oskiloskooppiin ja/tai yleismittariin kytkettävä mittapää
Katso myös: Pihtivirtamittari Wikipediassa
Eristysvastusmittari. Tärkeä
Eristysvastusmittari mittaa tarkasti vuotovirtoja korkealla jännitteellä - eli mittaa resistanssia. Eristysvastusmittari paljastaa myös mahdollisia läpilyöntejä.
- Mittajännite noin 1000V asti
- Oltava myös pieni mittavirta, jolla voidaan mitata puolijohdemoduleitakin ilman välitöntä läpilyönnin aiheuttaman rikkoutumisen vaaraa
Johtavuusmittari
Milliohmialueen mittaus maadoituksia varten
CAN-väyläanalysaattori
- CAN-väylän sähköisten parametrien analysointiin
CAN-muunnin / -adapteri Suositeltava
- CAN-väylässä liikkuvan datan analysointiin ja laitteiden konfigurointiin
- Esim. USB:n kautta PC-liityntä ja ko. muuntimelle soveltuva ohjelmisto. Tärkeä
- Isoloitu liityntä CAN-väylään. Tärkeä
- Mahdollisuus suureiden graafiseen esitykseen sekä väyläliikenteen tallennukseen
- Mahdollisuus lähettää testi- ja diagnoosiviestejä väylään
RS232- ja RS-485-muunnin / -adapteri Suositeltava
- Ajoneuvojen komponenttien konfiguraatiota varten usein tarpeellinen
- Esim. USB:n kautta PC-liityntä ja ko. muuntimelle / konfiguroitavalle laitteelle soveltuva ohjelmisto. Tärkeä
Mittaustarvikkeet
- Jännitemittapäät
- Virtashuntit ja virtapihdit
Keinokuormat
- Vastuskuormat
- Elektroniset keinokuormat
- Taajuusmuuttajalla ohjattu moottori mekaanisena vastuksena
Virtalähteet
- laitteiden kokeilu ilman akustoa rajoitetulla virralla
Litium-kennon / -kennojen laturi
- Yksittäisen kennon latausjännite n. 4.2V
- CC/CV - toiminnallisuus (Constant Current/Constant Voltage eli vakiovirta/vakiojännite) Tärkeä
Lämpötilamittaus
- K-tyypin termopari kontaktimittaukseen
- Korkeajännitteisten kohteiden mittauksen vaarat!
- Infrapunalämpömittari
- Lämpökamera
- Laitteiden lämpötilojen havainnointi
- Liitosten tarkistaminen - huonot liitokset lämpenevät
Mitattavia suureita
- Jännite
- Yleismittari
- Oskilloskooppi - kelluva mittaus
- Virta
- Virtapihti Hall-anturilla (DC)
- Virtapihti - virta-jännite-muunnin (Hall-anturilla, myös DC)
- Shuntti ja jännitemittaus (yleismittari tai oskilloskooppi)
- Lämpötila
- Termoparit
- Kosketukseton IR-mittaus
- Voima
- Vaaka-anturit
- Venymäliuska-anturit
- Ajoneuvossa eri kohdissa esiintyvät tärinät ja iskut
- Kiihtyvyysanturit ja loggerit
Mittalaitteiden käytöstä
Mittalaitteiden maadoitukset
- Voivat olla häiriölähteitä ja oikosulkuja aiheuttavia, jopa turvallisuusriski
- Hallitsemattomia maasilmukoita pitää varoa
Sähköturvallisuus mittauksissa
- jännitekesto
- transienttijännitteet huomattava
- käyttöalueen mukaan CAT I, II, III ja IV – kaikkien lähellä ajovirtapiiriä käytettävien mittalaitteiden pitäisi kestää tyypillisesti CAT III 1000V
- mitta-alueiden riittävyys pahimmassakin tapauksessa
- virtamitta-alueiden sulakesuojaus
- suojaamaton virtamittausalue hyvin turvaton
- vaihda vain suositeltuun sulakkeeseen
- muiden mitta-alueiden suojaus maksimikäyttöjännitteeseen asti
- Yleismittarin mittajohtimet
- Jänniteluokitus (sisältäen CAT), johtimien liittimet suojattuja.
- Mittajohtimien kunto: eristeet kunnossa, johtavat kunnolla eivätkä pätki.
- Oskilloskoopin käyttö
- Oskilloskoopin kanavien kelluvuus maahan nähden ja eristys toisistaan erittäin tärkeää
- Oskilloskoopin mittajohtimet: eristetyt BNC-liittimit
- Mittausjärjestelyt
- Mittareiden asettelu ensin, sitten testiajo koskettelematta mittareita, mittareiden purku jännitteettömänä.
- Mittaus myös tunnetusta jännitteestä ennen ja jälkeen mittauksen – mittarin toiminnan varmistus.
Katso myös:
Sähköautojen sähköturvallisuus
Electrical measurement safety, Fluke
Hybrid vehicle measurement safety basics, Taking high-voltage readings; Jack Rosebro