dSPACE MCU Power HIL 解決方案：馬達控制器與牽引逆變器電力級驗證平台
隨著電動車電驅系統走向高電壓、大功率，馬達控制器（MCU）與牽引逆變器的控制策略與功率級保護行為日益複雜。然而，傳統的「訊號級 HIL」無法涵蓋高壓大電流下的真實功率行為；而傳統的「實體電機測功機台架」不僅建置運維昂貴、調整機械參數耗時，更伴隨著高壓旋轉件的機械危險。
捷策動能為您引進 dSPACE 馬達控制器電力級 HIL（Power HIL）解決方案。我們以高動態電子負載功率模組在功率級直接「模擬電機與電池」，無需旋轉電機即可施加真實電壓與電流，在實驗室安全、可重接地完成電動動力控制器的全功能閉迴路測試！
核心原理：填補訊號級測試與實體路測的缺口
dSPACE Power HIL 的技術關鍵，在於利用去中心化 FPGA 控制的高動態電子負載，在功率級完美雙生電池與電機的物理特性，與待測 MCU 構成高動態的閉迴路系統。
電池模擬 (Battery Emulation)
取代真實電池，對逆變器提供可程式化的直流高壓與電流，完美重現電池狀態（SOC）、內阻與高壓直流介面的動態負載行為。
電機模擬 (E-Motor Emulation)
在功率級仿真三相馬達的反電動勢（EMF）與相電流。不需實體旋轉電機即可施加真實的電氣滿載負載。
核心硬體與功率介面解析
1. SCALEXIO 即時模擬平台與高速 FPGA 核心
SCALEXIO 即時模擬器提供多核心確定性即時運算，是整個電力閉迴路控制的核心。
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微秒級響應
搭載 DS2655 FPGA 基礎模組執行高精度電機與逆變器模型，其電壓動態高達 10 V/μs，能以微秒（μs）級的極低延遲運算產生相電流與 PWM 介面反應。
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電氣故障注入 (FIU)
支援在功率級模擬斷線、短路與對地故障，安全考驗 MCU 遭遇電氣失效時的軟硬體診斷與過流保護機制。
2. DS5386 高壓電子負載功率模組
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高壓高功率
支援電壓最高達 1,250 V、功率達數 MW 級的牽引逆變器測試需求。
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去中心化與模組化擴充
採用去中心化 FPGA 功率板控制，可依照受測 MCU 的功率規模進行多模組並聯，靈活擴充至數百 kW 或 MW 級功率機櫃。
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低壓電子負載（≤ 60 V）
針對 48V 輕油電系統、電子轉向助力（EPS）、起動發電機及電動工具提供數 kW 級的專用低壓功率測試調度。
統一工具鏈與工作流程
dSPACE 提供從純軟體驗證到電力級實體驗證的一站式整合方案，模型與測試情境可 100% 無縫無損複用：
虛擬驗證（VEOS SIL）與實體電力級驗證（SCALEXIO HIL）共用相同的 ASM 電機/電池即時模型。工程師可在分鐘級內一鍵切換電機型式（如 PMSM、IM、SRM）或動態調整參數（電感、轉速、溫度），取代傳統更改機械台架的漫長工時。
透過 AutomationDesk 與 Real-Time Testing (RTT)，測試管線可全天候自動執行複雜工況遍歷，並自動產出合規的測試結果報表。
利用 ControlDesk 的即時 HMI 儀表板進行量測、數據校調與即時參數觀測。
跨產業應用領域
dSPACE Power HIL 已在全球車廠與一級供應商中廣泛部署：
電動乘用車與商用車
(E-Mobility)
電動車牽引逆變器（Inverter）、車載充電器（OBC）與高壓 DC-DC 轉換器測試。
低壓與微型移動
48V 輕油電系統、電動工具、智慧空調驅動控制器。
航太與軌道交通
(Aerospace & Railway)
多電飛機、電動飛行器（eVTOL）電驅系統與軌道牽引變流器驗證。
工業與再生能源
大功率工業驅動器、風力/太陽能變流器與背靠背（Back-to-Back）台架測試。
導入 Power HIL 的五大核心企業效益
| 效益面向 | 說明 | 對應核心能力 |
|---|---|---|
| 📉 大幅降低成本 | 以電子負載完全取代高昂的測功機台架，減少大功率旋轉電機的機械建置與維運電費。 | DS5386 高/低壓電子負載 |
| 🛡️ 無旋轉件、絕對安全 | 在實驗室內安全復現短路、斷線等功率極端故障，無機械旋轉及火災爆炸風險，測試 100% 可重現。 | 電力級故障注入（FIU）與 ControlDesk |
| 🚀 提升工況涵蓋率 | 在功率級直接重現高壓直流與交流行為，驗證訊號級 HIL 絕對無法觸及的功率保護策略。 | SCALEXIO 實時平台與 ASM 模型 |
| ⏱️ 縮短標定週期 | 透過 FPGA 即時模型，可在數分鐘內切換馬達與電池化學特性，支援 24/7 全自動化回歸測試。 | FPGA 電機模型與 AutomationDesk |
| 🤝 一站式單一來源 | 即時模擬器、高精電機/電池模型與大功率電子負載全由 dSPACE 單一來源提供，無跨廠商整合壁壘。 | 捷策動能在地整合一體化工具鏈 |
建置一套滿足百萬級動態、高壓大電流與微秒級 FPGA 閉迴路相應的 Power HIL 系統，需要極高規格的電力電子與電氣防護技術。捷策動能團隊提供台灣在地化的售前技術顧問、機櫃客製化佈線（Mapping Cabinet）設計、ASM 參數標定以及一站式系統整合顧問服務，協助您快速打造量產級的電驅驗證實驗室。