▲Leo Huang, président de Chroma, a déclaré : "Chroma existe depuis près de 40 ans. Au cours de cette période, les tests d'électronique de puissance ont toujours été le domaine le plus important et le plus fructueux pour le développement de Chroma

Chroma ATE Inc. (Chroma) a récemment organisé un séminaire sur les technologies de test des véhicules électriques (VE) et du stockage de l'énergie. Leo Huang, président de Chroma, a déclaré à propos des tendances industrielles et des techniques de mesure : « Chroma existe depuis près de 40 ans. Au cours de cette période, les tests d'électronique de puissance ont toujours été le domaine le plus important et le plus fructueux pour le développement de Chroma ». Des tests de puissance pour les produits des technologies de l'information et de la communication (TIC) aux produits liés à l'aviation, les instruments de Chroma sont capables de tester un large éventail d'appareils. Il y a environ 15 ans, notre collaboration avec un célèbre fabricant américain de VE a ouvert la voie à l'entrée de Chroma dans l'industrie des VE. Avec l'importance croissante des émissions zéro nettes de carbone, et grâce aux efforts proactifs des gouvernements du monde entier, les VE sont devenus un domaine d'application important qui continuera à se développer cette année. Comme pour les véhicules à carburant traditionnels, la protection de la sécurité des passagers et des conducteurs de VE est une préoccupation primordiale. Ce besoin de sécurité accroît à son tour l'importance des tests de VE, ce qui a incité Chroma à développer une plage complète de solutions de test de VE.

Pour répondre à l'évolution de la demande en matière de recharge, Chroma et l'ITRI ont proposé une solution de test complète

Jason Chen, responsable principal chez Chroma, a poursuivi en notant que la norme la plus connue sur le marché est la norme de sécurité fonctionnelle ISO 26262, qui existe depuis un certain temps déjà. Cette norme s'applique également aux véhicules à carburant et, à mesure que le monde avance dans l'ère des voitures électriques, elle gagnera encore en importance. À cet égard, Chen a mentionné en particulier le concept de PHIL (power hardware-in-the-loop). PHIL est essentiellement un système de semi-simulation qui convient parfaitement pour tester l'unité de contrôle électronique (ECU) des VE. Même si, par le passé, il n'y avait que peu de demande pour des systèmes de test à haute puissance pour les véhicules à carburant, cela a changé avec l'arrivée des VE. C'est pourquoi Chroma utilise des équipements de test pour simuler le comportement à haute puissance des sorties/entrées de l'ensemble du véhicule, pour effectuer des tests pratiques avec des tensions et des courants élevés. Outre les tests de modules de batterie, Chroma fournit des systèmes de test pour une large gamme d'applications, des stations de recharge CA/CC, les pilotes de moteur, les convertisseurs OBC/CC-CC, au bloc-batterie lui-même. Ces systèmes peuvent tous être ajustés pour s'adapter à différentes conditions de test en fonction d'exigences spécifiques.

Faisant écho aux remarques de Chen, Steve Cheng, chef de produit adjoint chez Chroma, a donné un aperçu plus détaillé des spécifications de recharge des VE. D'après les observations de Cheng, la conception des chargeurs embarqués (OBC) évoluera vers des capacités de recharge/décharge bidirectionnelles. En outre, en raison des demandes futures, la puissance de recharge en courant alternatif (CA) augmentera également de 11 kW à 22 kW, avec des tensions supérieures à 600 V. Quant à la plage de puissance en courant continu (CC), elle sera divisée en différents niveaux, à savoir 240 kW, 360 kW et 480 kW.

Dr Kao-Hone Chu, de l'Industrial Technology Research Institute (ITRI), a expliqué l'importance des communications en matière de recharge en détaillant le processus de recharge CC des VE et le protocole correspondant, le CCS (Combined Charging System - Système de recharge combiné). Dr Chu a analysé les raisons pour lesquelles la communication en matière de recharge est si importante. Tout d'abord, il est essentiel que le système d'alimentation électrique confirme que le receveur est bien un VE. La communication est donc nécessaire pour une vérification mutuelle. Deuxièmement, les systèmes de recharge actuellement sur le marché sont très diversifiés, ce qui exige de chaque système une grande souplesse de fonctionnement. Grâce à la communication, les paramètres de l'infrastructure de recharge et du véhicule électrique peuvent être ajustés en conséquence pour obtenir une fonctionnalité de recharge efficace. Enfin, la communication en matière de recharge permet d'éviter les accidents inutiles.

En ce qui concerne les tests, les tests de compatibilité avec de multiples marques et fabricants constituent un véritable défi. Au début du développement du marché des VE, moins de temps a été consacré aux tests de compatibilité en raison du nombre réduit de modèles et de marques disponibles. Avec l'augmentation du nombre de véhicules et de marques, même avec l'utilisation de tests de compatibilité par communication, le processus prend toujours du temps. L'adoption de tests automatisés est donc une approche plus efficace. C'est pourquoi ITRI a demandé l'aide de Chroma pour développer un système de test automatisé. Cette solution élimine la nécessité d'effectuer des tests physiques sur les véhicules. Elle permet aussi d'accepter diverses conditions anormales lors de la validation, ce qui est actuellement un scénario courant dans la collaboration entre ITRI et Chroma.

Pour accélérer le développement des systèmes de gestion des batteries, l'automatisation des tests est inévitable

Jason Lin, chef de produit adjoint chez Chroma, a expliqué que les tests du bloc-batterie des véhicules électriques peuvent être divisés en fonction des composants testés : le bloc-batterie lui-même, l'unité de gestion de la batterie (BMU), les modules et les cellules de la batterie, l'unité de déconnexion de la batterie (BDU) et le système de gestion thermique. D'après les observations de Chroma, le développement du système de gestion de la batterie (BMS) dans les véhicules électriques est principalement décidé par les fabricants de VE, car les fabricants de batteries et les fournisseurs de BMS doivent généralement répondre aux exigences définies par les fabricants de VE.

Lin a également indiqué que le marché a vu l'adoption des services de diagnostic unifiés (UDS), non seulement dans les VE, mais aussi dans d'autres produits tels que les scooters électriques. Cela permet aux fabricants de VE de fournir des services après-vente plus pratiques. En ce qui concerne la conception des bloc-batteries, les approches traditionnelles se concentrent principalement sur des mesures préventives, comme la gestion de paramètres tels que la tension et la température, ou l'amélioration des capacités de dissipation de la chaleur. Toutefois, depuis quelques années, des conceptions ignifuges et d'atténuation des dommages ont été mises en œuvre pour garantir qu'un bloc-batterie ne s'enflammera pas. Des matériaux ignifuges ont été installés entre les cellules de la batterie de sorte que si une cellule subit une rupture thermique, les autres cellules ne seront pas affectées. En ce qui concerne les mécanismes d'atténuation des dommages, des dispositifs d'extinction des incendies sont installés qui peuvent directement éteindre les incendies en cas de défaillance d'une cellule. En même temps, les passagers sont également alertés pour qu'ils sortent rapidement du véhicule.

Analysant les tendances en matière de pratiques de test, Sharman Chang, spécialiste produit principal chez Chroma, a noté que les VE devraient connaître une croissance annuelle d'environ 20 % entre 2020 et 2030. Cela signifie que le marché aura besoin de plus en plus de batteries, ce qui conduit à l'émergence de l'automatisation et de solutions intelligentes dans les processus de fabrication et de tests. Les avantages de l'automatisation comprennent le maintien d'une qualité constante et l'optimisation du débit de l'ensemble de la chaîne de fabrication en fonction des objectifs de production des différentes usines. En normalisant et en numérisant les processus de tests, l'automatisation réduit le besoin de travail manuel et augmente l'efficacité de la main-d'œuvre. Une fois les tests automatisés effectués, les données peuvent être intégrées dans les systèmes d'exécution de la fabrication (MES) et téléchargées sur le cloud pour fournir un retour d'information à l'équipe de développement des produits. Cette intégration facilitera la correction des produits et accélérera le processus de développement.

En ce qui concerne la sécurité électrique, Kenny Ni, directeur de produit chez Chroma, a souligné que pour éviter tout dommage au corps humain, les tests généraux de sécurité électrique comprennent principalement quatre éléments, à savoir : un test de tension haute tension/standard, un test de résistance d'isolation, un test de liaison à la terre et un test de courant de fuite. Les normes de sécurité électrique relatives aux véhicules électriques sont : GB18384, UL 2580, IEC 61982, IEC 62133, IEC 62660, UL2251, IEC62196, UL2202, UL2594, IEC61851-1 et UL9540. Les principaux points de contrôle sont les suivants (1) entre les circuits de tension dangereuse et l'enceinte du DUT, (2) entre les circuits de tension dangereuse et les pièces conductrices accessibles sans courant ou les circuits basse tension du DUT, (3) entre le circuit de charge de tension dangereuse et les connexions de recharge, (4) entre les circuits de tension dangereuse et toutes les pièces accessibles, (5) entre la partie sous tension et la feuille métallique en contact avec les pièces accessibles, et (6) entre la borne positive/négative et les pièces conductrices accessibles sans courant, etc. Chroma propose un instrument de test appelé Chroma 19032-P qui permet d'effectuer tous les tests de sécurité électrique susmentionnés. Différentes cartes de test sont disponibles pour répondre aux différentes exigences de test. Pour un plus grand nombre de points de test ou pour des tests de systèmes complexes, le Chroma 19032-P peut également être intégré à des systèmes de test automatisés afin de fournir une solution encore plus complète.

Dans l'ensemble, Chroma a développé des solutions de tests complètes pour les batteries et la recharge des véhicules électriques qui répondent à la demande du marché international. Ces solutions aident les clients à effectuer des tests automatisés conformément à diverses réglementations, pour permettre d'économiser du temps et de l'argent. Chroma est ainsi bien placé pour saisir les immenses opportunités commerciales de l'industrie des VE.

Visit Chroma for more information: