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

電動汽車關鍵子系統(tǒng)示意圖

對此，測試設備制造商和測試工程師需要能夠快速開發(fā)新測試解決方案以應對汽車行業(yè)的變化。ADI作為半導體行業(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品組合，為汽車測試行業(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，其測試更是重中之重。然而面對各式子系統(tǒng)和不斷迭代的需求，直接上整車臺架進行測試，必然不符合成本邏輯，那么一種用于測試復雜實時系統(tǒng)且可以量身定制的測試技術就是絕佳選擇——硬件在環(huán)(HIL)。

  如今，隨著ECU功能越來越強，對HIL也更具挑戰(zhàn)性。需要更復雜的模型來滿足效率等新的市場要求，因為它們必須復制高功率開關行為。隨著模型日益復雜，計算時間也會增加，因此需要更快地采集和激發(fā)模擬輸入和輸出。

  ADI廣泛的信號調理、數(shù)據(jù)采集、信號生成和隔離產品組合為HIL仿真器提供優(yōu)化的解決方案，關鍵是能夠以電壓或電流的形式測量或生成廣泛的輸入信號，同時保持非常低的延遲。無論系統(tǒng)設計要求低功耗、低噪聲、高密度還是高精度，ADI都能提供完整的信號鏈解決方案。

  ● 電流和電壓測量

  通常應用中會要求測量寬帶寬上的電壓或電流信號。信號鏈通常包括保護電路、模擬前端、信號調理、單通道或多通道ADC、基準電壓源、電源管理和隔離。以下鏈接提供的信號鏈選項，用于測量高達1 MHz的寬帶寬，針對噪聲性能進行了優(yōu)化，以支持AC和/或DC分析。

電流和電壓測量

  ● 電流和電壓驅動

  模擬輸出電路必須能夠產生具有快速更新速率的動態(tài)信號。電壓范圍、分辨率和輸出驅動強度。這些信號鏈通常包括精密DAC、隔離、電源管理、基準電壓源、放大/信號調理和輸出保護。

電流和電壓驅動

  二、硬件在環(huán)關鍵產品

  超快速16位精度電壓輸出DAC AD3542R設計用于生成多個輸出范圍，采用2.5 V固定基準電壓源。AD3542R可以配置為實現(xiàn)多種電壓范圍，如2.5V、3V、10V或±5 V。

  支持信號擴展的集成式全差分ADC驅動器 ADAQ23878是一款高精度、高速μModule數(shù)據(jù)采集解決方案，通過將設計人員選擇、優(yōu)化和布局器件的重任移交給器件來縮短高精度測量系統(tǒng)的開發(fā)周期。

三、高壓傳動系統(tǒng)測

試測試電動汽車的高壓(HV)傳動系統(tǒng)涉及仿真和測量逆變器、電池組、牽引電機和充電系統(tǒng)的高功率輸入、高功率輸出和控制信號。這些測試系統(tǒng)必須能夠提供峰值功率水平并仿真最壞情況，需要動態(tài)電源或電子負載等技術來進行高穩(wěn)健測試。此外，測試系統(tǒng)必須是雙向的或可再生的，以提高效率。測量和控制必須實現(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行。

電動汽車傳動系統(tǒng)子系統(tǒng)

  高功率隔離信號鏈可實現(xiàn)測試電動汽車傳動系統(tǒng)組件(如逆變器、電機、充電器和充電器連接)所需的效率和穩(wěn)健性。需要精確的測量和控制，以便測試系統(tǒng)在所有條件下都能高效可靠地運行，并在需要時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試場景中準確測量電壓和電流所需的混合信號電路。

ADI逆變器測試用動態(tài)電源信號鏈

  ADI特色產品

  AD7606C-18是一款18位、同步采樣、模數(shù)轉換數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，具有八個通道。每個通道均包含模擬輸入箝位保護、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)轉換器(ADC)。

  ADN4620/ADN4621均為雙通道、信號隔離式、低壓差模信號(LVDS)緩沖器，數(shù)據(jù)速率高達2.5 Gbps，并且具有非常低的抖動。這些器件集成了ADI公司的iCoupler®技術，已針對高速運行進行了增強，可提供LVDS信號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(例如溫度、電壓、電流或數(shù)字通信)的設備，用于診斷、維修或優(yōu)化車輛?，F(xiàn)代汽車(尤其是電動汽車)需要支持更快的信號速率和不斷發(fā)展的標準，同時遵循小尺寸、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：更高的信號帶寬，復雜性增加

  ●現(xiàn)場運行：低功耗、小尺寸和穩(wěn)健運行，適用于惡劣環(huán)境或主動路測

  ●不斷發(fā)展的標準和要求：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，具有容錯能力

現(xiàn)代汽車中使用了各種車內協(xié)議

  協(xié)議分析工具需要支持多種接口，ADI的產品組合包括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)測的常見信號(例如溫度、電壓或電流)適用于窄帶過采樣ADC，而Σ-Δ ADC提供高信號鏈集成度，并且多通道選項可用于同時監(jiān)測多個信號。ADI為便攜式應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。

數(shù)據(jù)記錄儀和協(xié)議分析儀

  特色產品

ADuM4165/ADuM4166是 USB 2.0 端口隔離器，利用 ADI 公司的 iCouple® 技術，可根據(jù)需要，來動態(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速度協(xié)商的主機隔離以及外設隔離。

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

  噪音、振動和粗糙度 (NVH)

  在開發(fā)電機或動力轉向等新技術時，了解設備將如何響應現(xiàn)實世界的變量(如道路振動和其他惡劣條件)至關重要。電子信號中不必要的聲音或中斷會產生聽覺干擾，從而對消費者的駕駛體驗產生負面影響。更糟糕的是，未得到控制的振動會隨著時間的推移損壞電氣和機械部件，從而導致潛在的災難性故障。

  車輛駕駛測試有助于應對研發(fā)階段的這些挑戰(zhàn)，從而可以實施和驗證降噪技術。相比之下，基于狀態(tài)的監(jiān)測 (CbM) 旨在發(fā)現(xiàn)電機和機械的類似低效問題，通常用于在部署后進行持續(xù)監(jiān)測。NVH測試主要用于研發(fā)認證階段，而CbM則用于監(jiān)控現(xiàn)有運行中機器或進行預測性維護。

MEMS連接DAQ信號鏈

特色產品

  ADXL1001/ADXL1002 在具有兩個滿度范圍選項的拓展頻率范圍內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。兩款加速度計器件均具有穩(wěn)定、可重復的靈敏度，并且可以承受高達 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，將信號調節(jié)、轉換和處理模塊封裝到一個系統(tǒng)級封裝(SIP) 設計中，從而能夠快速開發(fā)高度緊湊、高性能的精密DAQ系統(tǒng)。