陈辰
比亚迪汽车工业有限公司
[摘 要]本文简要概述了电动汽车内部电机与控制器的性能测试综合系统框架，并对国内目前电机测试的台架以下4种不同测试方案优缺点与成本分析情况，进行对比分析，望能够择选最佳测试方案，提高电动汽车内部电机与控制器的性能测试综合系统实际应用效率。
[关键词]电动汽车；电机；控制器；性能测试；系统；
前言：
电机驱动系统，属于电动汽车最为核心的部分，与整车的动力性能好坏与否有着直接关系，属于电动汽车核心技术。电动的驱动系统，它主要是由驱动的控制器及电动机所构成。电动机，属于把电能转换成机械能重要设备，可满足于整车的动力性能基本需求，一般情况下要求它有着较大瞬时功率、较强输出扭矩、较强加速性能、较长使用寿命、较广的调速范围等特征。驱动的控制器，重要是把直流电逐渐转化成能够适用交流电实际运行期间电能转化的控制设备。借助这种转换及控制，能够确保电动机一直处于最为稳定的运行状态之中，满足电动汽车最为基本的行驶工况要求。鉴于此，本文主要围绕着电动汽车内部电机与控制器的性能测试综合系统进行综述分析，望能够为今后相关专家及学者对这一方面的深入研究提供有价值的参考或者依据。
系统架构
此测试系统架构包括数据参数采集、直流电源及测功机。数据参数采集，主要由采集输入的控制器功率、直流的电流及电压，控制器的输入三相电流、电压、交流有功频率、无功功率及总功率等各项参数；直流电源，主要测量电动汽车运行当中动力电池驱动的电机及控制系统所提供直流的电源、再生能量的回馈能量回收等；测功机，主要测量驱动的电机实际输出扭矩、转速、功率、电流、电压、效率等各项参数。
1、 测试系统实施方案与优缺点研究
2.1 电力式测功机、直流电源系统、功率分析仪系统（国产）
2、 国内目前驱动的电机、控制器的系统大致可分成高转速小扭矩式电机、低转速大扭矩式电机。若想借助一套最适宜的测试装饰覆盖所有测试的样品几乎很难做到，需借助多套有着不同转速及扭矩电机配合使用，才可实现全部覆盖住被测定样品范围。测功机系统部分因其变频器的价格相对较高一些，倘若借助1台变频装置来控制超过2台电机，并将测功机转速及扭矩覆盖的范围扩大，能够有效控制住系统测试成本。此试验操作台所具有着的优势包含着：应用成本较低一些，被测试电机所产生机械能可借助测功机，将其转换成电能逐渐回馈给电网，经济性优势较为突出，能够实现重复利用；此试验操作台所具有着的缺陷包含着：该系统极具复杂性，需进行不同电机供电回路的切换，且各台电机均需设定好变频器的各项参数。如图1所示，为单变频电力式测功机、直流电源系统、功率分析仪系统（国产）。
图1 单变频电力式测功机、直流电源系统、功率分析仪系统（国产）示图
2.2 电涡流式测功机、直流电源系统、功率分析仪系统
电涡流式测功机，属于国内现行常用加载测功装置，通常用于测量相关动力装置机械化性能。DWD、DW系列，是由测力、摆动、校正、旋转各个部分所构成。励磁绕组在通电之后，会有闭合磁通产生。在旋转感应盘期间，气隙的磁密便会形成周期性的变化情况，涡流会逐渐被感应出。因涡流及磁场耦合作用的形成，转子上会有制动力矩产生，该电枢体之上会形成与拖动力矩同等转矩，经装于电枢体力传感器逐渐被检测出，以实现扭矩测试。
测量转速期间，需借助非接触式磁电转速的专干器，把转速信号逐渐转换为电信号并输出。在一定程度上，此测试系统在价格上比较廉价，应用范围也相对广泛，技术水平趋于成熟化。但是，电涡流式测功机仅能够做加载试验操作，被测试电机所产生机械能会逐渐被该测功机所吸收，并以热量形式被全部消耗，在测试可靠性及耐久性期间，会浪费较多电能，经济实用性不强。此测试系统仅能施加负载，且无法实现拖动，也无法实现再生能量的回馈试验操作。如图2所示，为该电涡流式测功机、直流电源系统、功率分析仪系统。
图3 电力式测功机、直流电源系统、功率分析仪系统（进口）示图
2.4 对拖式测功机、直流电源系统、功率分析仪系统
目前控制器与电机属于生产企业最为常用测试的方法，测试成本相对较低，但技术水平方面难度却相对较高一些，需全面地了解、比较分析控制器及电机的基本性能。对拖测试，通常需2台相同控制器与电机，2台电机借助转矩转速的传感器，把2台电机所输出的轴机械进行紧密连接处理。若被测试电机处于驱动状态，则另外1台电机则会处于发电的状态之中，发电电能可借助控制器逐渐转化成直流输入该驱动电机所在输入端口，实现循环使用。在整个操控过程中，需共联好相同直流的电源，该直流电源主要作用在于补充测试系统整体电能的损失。因当前驱动的电机与控制器效率均相对较高，且损失相对较小，而直流电压所需功率也相对较小一些，小功率的电源成本必将低廉。如图4所示，为该对拖式测功机、直流电源系统、功率分析仪系统。
图4 拖式测功机、直流电源系统、功率分析仪系统示图
2.5 对比分析四套方案的优缺点
如图5所示，国内目前电机测试的台架以下4种不同测试方案优缺点与成本分析情况。
图5 国内目前电机测试的台架以下4种不同测试方案优缺点与成本对比示图
结语
综上所述，通过以上论述分析后我们对于电动汽车内部电机与控制器的性能测试综合系统框架能够有了更加深入地认识及了解。同时，通过对国内目前电机测试的台架以下4种不同测试方案优缺点与成本对比分析，能够对为企业更好地择选电动汽车内部电机与控制器系统性能测试方案提供一定帮助。可以说，不同的测试方案均有着各自的优势及劣势。从整体角度来分析，对拖式测功机、直流电源系统、功率分析仪系统该方案4的应用优势及价值最为突出，值得在实际测试工作中进一步推广及应用。但是，为因其对于专业技术水平有着较高的要求，且还需企业深入了解控制器基本原理及材质，熟练掌握操作流程。为此，就还需企业能够加大对这一方面的关注度，注重这一方面专业人才的吸纳及培养，确保能够更为全面深度地了解、掌握控制器基本原理及材质、测试操作等，便于今后更好地开展电动汽车内部电机与控制器的性能测试工作。
3、 [参考文献]
[1]李怀珍, 王传军. 电动汽车电机及控制器性能测试系统[J]. 电机与控制应用, 2016, 43(3):79-82.
[2]贺昌勇, 王朝志, 王爽. 电动汽车DM5电机控制器自动测试系统概述[J]. 电子测量技术, 2017, 40(11).
论文作者:陈辰
论文发表刊物:《科技新时代》2019年2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：电机论文; 系统论文; 测试论文; 控制器论文; 功率论文; 测功机论文; 直流电源论文; 《科技新时代》2019年2期论文;