Technologie de mesure mobile pour les courants de veille, de fonctionnement et de crête dans les véhicules, sur bancs d’essai ou en laboratoire. Mesure sur shunt à haute précision.
Configuration
MULTI-4/MULTI-8 (anciennement KLARI-FUSE 3)
HP-PROBE
Mise en œuvre
Connexion des sondes et des modules de mesure
Connexion des modules de mesure via l’interface CAN
Réalisation de la mesure
En raison du nombre croissant de consommateurs électriques et électroniques dans les véhicules, il est nécessaire de réduire les émissions de CO2 et la consommation de carburant en augmentant l’efficacité des systèmes électriques et électroniques. Pour atteindre cet objectif à long terme, les courants, tensions et températures doivent être mesurés et validés sur les composants véhicules à forte consommation d’énergie, tels que les chauffages électriques, les pompes et les phares. Dans les véhicules dotés d’un réseau de bord 48 V, les composants concernés sont notamment le convertisseur DC/DC, le moteur électrique et la batterie 48 V elle-même, car des niveaux de puissance extrêmement élevés y apparaissent sur de courtes durées. Voici quelques exemples de mesures effectuées sur des composants à forte puissance.
Lors de la récupération d’énergie au freinage, l’énergie est récupérée au lieu d’être dissipée sous forme de chaleur, puis réinjectée dans la batterie. Toutefois, les tensions, courants et puissances des composants mentionnés doivent également être mesurés et validés pendant les phases de développement et d’essai. Avec les nouveaux modules de mesure, des valeurs calculées telles que la charge/décharge, le bilan énergétique total, la puissance et l’énergie peuvent être calculées en ligne pendant les mesures de courant et de tension, puis transmises via l’interface souhaitée. La détection précoce de courants de défaut ou de surintensités est essentielle, mais sa mise en œuvre représente un défi important. Une technologie de mesure haute résolution pour des plages extrêmement larges de courant, de tension et de température aide les ingénieurs d’essai et de développement à relever ce défi avec succès.
Pour la gestion de l’énergie et de la batterie, les tensions et courants du système global ainsi que des charges individuelles doivent être mesurés. Grâce à la mesure simultanée du courant et de la tension avec une seule sonde combinée HP, une seule entrée de mesure est nécessaire avec le MULTI-4/MULTI-8, puisque deux convertisseurs analogique-numérique à échantillonnage synchrone sont disponibles par entrée de mesure. Le courant est mesuré au moyen d’un shunt de faible résistance, et la tension via un diviseur de tension. La fonction auto-range unique permet de mesurer les courants de veille, les courants de fonctionnement et les tensions avec la résolution la plus élevée possible. Aucune présélection de la plage de mesure n’est nécessaire lors de la configuration, ce qui réduit considérablement le temps de mise en œuvre. Le tableau ci-dessous présente les plages de mesure, les résolutions des convertisseurs analogique-numérique ainsi que celles d’une sonde haute performance de 1 mΩ et de 200 µΩ.
Le courant continu maximal de la sonde de 1 mΩ est de 120 A avec la résolution maximale atteignable de 300 µA/bit pour un gain de 100, tandis que la résolution à pleine charge est de 7 mA/bit.
Les valeurs d’étalonnage du shunt et du diviseur de tension sont enregistrées dans la sonde et lues automatiquement lorsque la sonde est raccordée au module de mesure, puis prises en compte pendant l’acquisition. La valeur d’étalonnage du shunt correspond à la valeur réelle de résistance mesurée sur le banc d’essai. L’interface de sortie des données de mesure est librement configurable et offre deux interfaces CAN ainsi qu’une interface Ethernet 100 Mbit/s avec XCP-on-Ethernet ou le KlaricServer. Le fichier DBC ou A2L est généré automatiquement en un clic dans la KlariToolBox, y compris avec tous les échantillons connectés. Le principe « plug and measure » réduit fortement le temps d’installation. Le calcul en ligne de la puissance, de la charge, de la décharge et du bilan total garantit que toutes les valeurs nécessaires sont calculées et transmises pendant la mesure, permettant une évaluation particulièrement simple sans avoir à effectuer de nombreux calculs supplémentaires après coup.
Évaluation de la mesure
Le diagramme suivant montre le processus de démarrage d’un véhicule diesel conventionnel à 6 cylindres avec un réseau de bord 12 V, enregistré avec un KLARI-CORD 5 lors d’une mesure longue durée. Le courant de crête mesuré au démarrage est de -757 A, tandis que la tension du réseau de bord chute à 8,7 V. Ces valeurs dépendent également de la fréquence d’échantillonnage choisie. Comme la puissance et donc le courant ont fortement augmenté dans les réseaux de bord 12 V conventionnels, de plus en plus de modèles seront à l’avenir équipés de systèmes 48 V.
À y regarder de plus près, on constate que la fréquence d’échantillonnage n’est pas constante, mais dynamique. Dans tous les nouveaux modules de mesure, un seuil de courant, de tension ou de température peut être défini, seuil à partir duquel la fréquence d’échantillonnage change. Cela signifie, par exemple, que les mesures de courant de veille sont effectuées à seulement un hertz. Si la valeur mesurée dépasse ensuite le seuil défini, le courant de crête et l’évolution du signal peuvent être analysés, ce qui permet éventuellement d’identifier la cause. Lors de la mesure du courant et de la tension d’un système de direction électromécanique, la fréquence d’échantillonnage dynamique réduit considérablement la quantité de données à analyser, car un enregistrement continu est possible pendant les essais routiers sans avoir à allumer ou éteindre l’équipement de mesure. Cela s’applique en principe à toutes les tâches de mesure, y compris au convertisseur DC/DC, où les courants sont presque statiques.
