11-车用电机系统台架试验【电动汽车电机系统原理与测试技术】
动力总成试验台架中电动机系统的性能评估
动力总成试验台架中电动机系统的性能评估随着电动汽车的广泛应用，电动机系统的性能评估变得至关重要。
动力总成试验台架中的电动机系统性能评估，是对电动汽车的关键性能参数进行测试与分析的过程。
本文将介绍动力总成试验台架中电动机系统的性能评估内容，并探讨其重要性和影响因素。
一、电动机系统性能评估的内容1.1 动力输出特性：动力总成试验台架对电动机系统进行负载特性测试，以评估其输出扭矩和功率曲线。
这些测试包括恒功率测试、恒转矩测试和运行性能测试，以确定电动机系统在不同工况下的动力输出特性。
1.2 效率评估：通过电动机系统的负载测试，可以计算出其在不同工况下的效率。
这些测试还包括计算电动机的电耗和功耗，评估电动机系统的能源利用效率。
1.3 耐久性测试：动力总成试验台架通过模拟电动机系统在不同工况下的运行，对其耐久性进行评估。
这些测试可以模拟电动机的寿命和可靠性，在实际使用中对电动汽车的长期稳定性具有重要意义。
1.4 电控系统评估：电动机系统的性能评估还包括对电控系统的评估。
试验台架可以模拟不同的驾驶模式和行驶情况，通过测试电控系统的响应速度、控制精度和失效保护等指标，评估电动汽车的驾驶性能和安全性。
二、电动机系统性能评估的重要性2.1 优化设计：通过电动机系统的性能评估，可以及早发现设计上的不足之处，及时进行修改和优化。
这样可以有效减少电动汽车的研发时间和成本，并提高产品质量和竞争力。
2.2 提高性能：电动机系统性能评估还可以帮助优化电动汽车的动力输出和能耗效率。
通过对电动机系统的评估，可以找到性能瓶颈所在，提出优化建议，并最终提高电动汽车的性能和续航里程。
2.3 保证安全：电动机系统的性能评估可以帮助排除电动汽车在工作过程中可能出现的故障和安全隐患。
通过耐久性测试和失效保护等评估，可以确保电动汽车在各种运行工况下都能够正常、安全地工作。
三、影响电动机系统性能评估的因素3.1 试验台架参数：试验台架的刚度、扭矩测量精度和响应速度等参数会影响电动机系统性能评估的准确性和可靠性。
11-车用电机系统台架试验【电动汽车电机系统原理与测试技术】
--伽玛函数。
2020/6/22
24
可靠性耐久性试验简介
2.指数分布 设随机变量T服从指数分布，则失效概率密度函数为
f t et t 0， 0
可靠度、失效率和平均寿命分别为
Rt et
t t 常数
MTTF 1
2020/6/22
25
可靠性耐久性试验简介
三. 电机系统的失效模式 永磁同步电机驱动系统的薄弱 环节包含绕组绝缘、轴承、永磁 体、母线电容和控制电路等。 右图为过高温造成的绕组外层 被烧毁的情况
利用转速转矩数值，可以得到电机在相应点的持续功率：
Pm
Tn
9550
式中：
Pm——电机轴端的持续功率（kW）。
2020/6/22
11
关键参数的台架试验方法
2. 电峰值转矩和峰值功率
• 峰值转矩试验的试验条件是电机系统处于实际冷态下，控 制器母线电压设定为额定值
• 试验时，电机系统工作于固定的峰值转矩、转速条件下， 并持续一段时间，电机系统能够正常工作，并且不超过电 机的绝缘等级和温升限制（不同持续时间峰值功率不同）
2020/6/22
26
可靠性耐久性试验简介
不同绝缘等级下绕组绝缘寿命和失效率随温度的变化关 系
F
H
F
H
L（h） λ（/h）
T（℃） 2020/6/22
T（℃） 27
Phase Current（A）
可靠性耐久性试验简介
永磁体失磁后电机输出状态和过电流导致的IGBT 烧毁情 况
A B C
给定转速 输出转速Rt源自expt 0t
dt
2020/6/22
22
可靠性耐久性试验简介
3.平均寿命
多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法
多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法
燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法是通过模拟多种工况下的实际车辆运行情况，对燃料电池汽车的动力系统效率进行测试和评估的方法。
下面是多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验的一般步骤：
1. 确定试验工况：根据实际道路使用情况和车辆使用需求，选择代表性的多种工况，如常规行驶、高速行驶、加速、爬坡等。
2. 搭建台架实验系统：利用动力系统台架和相应的测试设备，搭建一个模拟燃料电池汽车动力系统工作的实验平台。
该平台通常包括燃料电池、电动机、电池组、控制器等。
3. 设置试验条件：根据所选的工况要求，设置合适的试验条件，如燃料电池输出功率、电动机负载、电池组电流等。
4. 进行试验：按照设定的试验条件，进行实际的试验操作，记录燃料电池输出功率、电动机输出功率、电池组电流、电压等相关数据。
5. 分析与评价：通过对试验数据的分析，计算出燃料电池汽车动力系统在不同工况下的效率指标，如总能量利用率、电池充放电效率等。
6. 优化与改进：根据评估结果，对燃料电池汽车动力系统进行优化与改进，提高其工作效率。
总之，多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法是通过模拟实际工况，在台架上进行一系列试验操作，以评估燃料电池汽车动力系统在不同工况下的工作效率，并为系统的优化提供参考。
多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法
多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法1. 引言1.1 概述燃料电池汽车作为一种新型的清洁能源汽车，具有零排放、高能量密度和快速加注等优点，因此备受关注。
然而，要充分发挥燃料电池汽车的潜力，需要对其动力系统效率进行深入研究和评估。
尤其是在多工况下，了解不同工况下燃料电池汽车动力系统的效率特性对于提高其整体性能至关重要。
为了准确可靠地评估燃料电池汽车动力系统在多工况下的效率，需要开发相应的试验方法。
本文旨在介绍一种多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法，以帮助实现该目标。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法、数据采集与分析、结果与讨论以及结论。
在引言部分，我们将阐述本文的概述、文章结构并明确目的；接着，在第二部分中详细介绍多工况测试方法、台架设计与搭建以及实验参数设定与控制策略；第三部分将介绍传感器及数据采集系统，以及数据处理与分析方法，并对实验结果进行分析；在第四部分中，我们将展示效率测试结果，并进行不同工况下的效率对比分析，同时探究影响燃料电池汽车动力系统效率的因素；最后，在结论部分总结主要发现和贡献点，并讨论实验的局限性和未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在介绍一种多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法。
该方法将有助于准确评估燃料电池汽车动力系统在不同工况下的效率特性，并为进一步提高其整体性能提供理论依据。
通过本文的研究，我们可以更深入地了解燃料电池汽车动力系统的优化空间，并为相关领域的科学家、工程师甚至政策制定者提供参考和借鉴。
2. 多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法：2.1 多工况测试方法介绍：在研究燃料电池汽车动力系统效率时，多工况测试是必不可少的。
多工况测试反映了实际驾驶条件中动力系统的运行状态，能够更全面地评估其性能和效率。
典型的多工况包括城市循环、高速巡航以及加速等几种模式。
2.2 台架设计与搭建：为了进行多工况下燃料电池汽车动力系统效率的台架试验，需要设计和搭建一个符合要求的台架。
基于AVL测功机的车用电机台架试验研究
基于AVL测功机的车用电机台架试验研究王欢【摘要】分析了电机系统试验台架的总体架构、工作原理与控制模式,基于AVL测功机系统搭建了电机系统试验台架,实现了台架测量数据同步与集成控制.提出并实现了基于试验台架的车用电机系统性能参数测试方法,为电动汽车车用电机系统开发与测试提供了借鉴,为整车试验奠定了测试数据基础.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2018(047)002【总页数】4页(P11-14)【关键词】AVL测功机;电机试验台架;数据同步与集成;测试方法【作者】王欢【作者单位】中国汽车工程研究院股份有限公司,重庆 401122【正文语种】中文【中图分类】TP2740 前言电动汽车具有零排放、能量转换效率高等优点，已成为世界汽车技术发展的主流，其产业化进程飞速发展；同时，电动汽车相关的法律法规及整车性能对零部件技术要求日益提高，对汽车动力总成的性能测试要求也越来越严格。
电动汽车车用驱动电机系统作为电动汽车动力总成的关键零部件之一，其性能参数、控制精度和可靠性直接影响整车的动力性、经济性和舒适性，台架试验不仅能够实时精确测量电机系统的性能参数，而且能够对其控制参数进行在线标定测量[1]；基于AVL台架，试验过程能够实现整车道路循环测试工况的模拟，从而缩短其开发测试周期、降低开发测试风险与成本；因此，实现车用电机系统的台架试验研究的必要性日益凸显。
1 电机系统试验台架总体架构1.1 电机系统试验台架功能模块本文电机系统试验台架的功能模块主要包括AVL电力测功机系统、电池模拟器、功率分析仪、被测电机系统，试验台架的结构图如图1所示[2]。
图1 电机系统试验台架结构图被测电机系统主要由被测电机以及电机控制器两部分构成，被测电机与电机控制器之间通过三相交流电相连[3]。
AVL电力测功机与被测电机系统之间通过联轴器物理相连以实现转速与转矩的实时同步。
电力测功机系统一方面模拟被测电机系统的负载测试被测电机的电驱动性能，另一方面吸收被测电机产生的电能测试被测电机的发电性能。
电动汽车用驱动电机系统及电驱动总成能效等级和试验方法
电动汽车用驱动电机系统及电驱动总成能效等级和试验方法1 范围本规范规定了电动汽车用驱动电机系统及电驱动总成能效等级划分方法、试验条件和试验方法等。
本规范适用于电动汽车用驱动电机系统、以及包括电机、变速装置等多种形式在内的电驱动总成，对仅具有发电功能的车用电机及其控制器可以参照本规范执行。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 755-2008 旋转电机定额和性能GB/T 18488.1-2015 电动汽车用驱动电机系统第1部分：技术条件GB/T 18488.2-2015 电动汽车用驱动电机系统第2部分：试验方法3 术语和定义GB/T 19596、GB/T 18488.1-2015中确立的及下列术语和定义适用于本规范。
3.1电驱动总成electric drive assembly电动汽车动力驱动总成单元，包括但不限于以下部分：驱动电机、变速装置、电机控制器等。
3.2能效energy efficiency在规定的测试条件及测试方法下，驱动电机系统或电驱动总成的高效工作区（效率不低于85%）占总工作区的百分比数值。
4 技术要求4.1基本要求驱动电机系统及电驱动总成的一般性要求、输入输出特性、环境适应性、可靠性等应分别符合相关标准。
4.2测试用仪器仪表要求除另有规定外，测试中所使用的仪器仪表的选择及准确度等应满足GB/T 18488.2-2015中4.2的规定和要求。
4.3能效等级划分驱动电机系统或电驱动总成能效等级分为4级，如表1、表2所示，其中1级能效最高。
表1 电驱动总成能效等级5 试验方法驱动电机系统或电驱动总成能效试验方法参考GB/T 18488.2-2015中7.2.5.7规定的方法执行，样品冷却入口温度50℃±2℃，必要时可增大温度允差；流量依据产品的技术要求规定；风冷机的吹拂点、散热片等温度按制造厂的规定；电机绕组温度不低于70℃，上述条件应在测试报告中予以说明。
电动汽车电机控制和驱动系统试验标准详解-精
电动汽车产业标准体系建设方面的问题依然存在
（1）产业标准体系建设相对滞后，不能很好地引领和指导产业协调一 致发展，在减少浪费和重复建设等方面起的作用还很有限。
（2）相关企业标准化力量薄弱，技术积累未能及时转化为标准，已发 布的标准中许多未得到有效的实施。
（3）电动汽车产业标准化管理工作还不够规范，标准的宣贯、实施过程 中的监管和跟踪反馈等工作有待加强，标准化组织及其相关运作模式亟待 创新。
电动汽车电机控制和驱动系统试验标准`
我国从“八五”开始，正式把电动汽车列入国家科技攻 关项目。2001年，中国启动了具有重要战略意义的“863”计 划电动汽车重大专项，涉及的电动汽车包括3类：纯电动汽车 、混合动力汽车和燃料电池汽车，并以这3类电动汽车为“三 纵”，多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统、电池 及其管理系统为“三横”，建立了“三纵三横”的研发格局 。经过20多年的发展，我国的电动汽车技术已初步成形，且 有40多款自主品牌的新能源汽车进入国家汽车新产品公告， 很多地方已开始多种车型的示范运行。
一、国外电动汽车测试评价现状
①美国电动汽车测试评价
美国先进车辆测试项目在美国，为了建立起电动汽车等先进车辆 技术研发与产业化的桥梁，在美国能源部(Department of Energy，以下 简称DOE)自由车辆技术项目(Freedom CAR and Vehicle Technologies Program)的支持下。开展了先进车辆测试项目(Advanced Vehicle Testing Activity, AVTA)，旨在提供国家级综合性公正的先进车辆技术测试评价 服务，该项目是美国国内最主要的由国家主导的测试评价活动，包括进 行轻型车、先进动力总成、蓄电池及充电基础设施的测试评价，AVTA 建立了电动汽车比较完整的测试评价体系与规程，包括基准测试 (baseline performance Testing)、快速可靠性测试(accelerated reliability Testing )及车队运行测试（fleet testing）。
新能源汽车台架试验相关标准-概述说明以及解释
新能源汽车台架试验相关标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容是对整篇文章的引言和内容进行简要介绍。
在本文中，我们将探讨新能源汽车台架试验相关标准的重要性、制定背景以及当前存在的问题和挑战。
台架试验作为评估新能源汽车性能和安全性的有效手段，在推动新能源汽车发展和普及方面具有重要作用。
然而，由于目前对新能源汽车台架试验相关标准的制定仍然不完善，存在着一些问题和挑战，包括标准的统一性、适用性和可操作性等方面的不足。
因此，本文将从多个维度对这些问题进行分析和讨论，并对相关标准的建议和展望进行探讨。
最后，我们还将对未来新能源汽车台架试验的发展方向进行展望，以期为新能源汽车产业的可持续发展提供有益的参考和借鉴。
1.2 文章结构本文主要围绕新能源汽车台架试验相关标准展开讨论。
文章结构分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，首先对整个文章的背景和意义进行了概述。
随后介绍了文章的整体结构，包括引言、正文和结论三个部分，以及每个部分的具体内容和目的。
接下来是正文部分，主要包括台架试验的重要性、相关标准的制定背景以及当前存在的问题和挑战三个方面的内容。
在台架试验的重要性方面，我们将探讨为何台架试验对新能源汽车的发展至关重要，以及台架试验在车辆性能、能耗、安全性等方面的作用和意义。
在相关标准的制定背景方面，我们将介绍国内外关于新能源汽车台架试验相关标准的发展历程和现状。
最后，在当前存在的问题和挑战方面，我们将分析当前新能源汽车台架试验所面临的问题，如试验方法的不统一、标准的缺失等，并提出解决方案和对策。
最后是结论部分，我们将对整个文章进行总结，归纳出台架试验的作用和意义，以及对相关标准的建议和展望。
在对相关标准的建议和展望方面，我们将提出如何完善和统一台架试验相关标准的建议，并展望未来可能的发展趋势和方向。
通过以上的结构安排，本文将全面深入地探讨新能源汽车台架试验相关标准的重要性、背景、问题和挑战，并提出相应的建议和展望，为新能源汽车台架试验相关标准的制定和发展提供有益的参考和指导。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 获取峰值转矩和相应的工作转速后利用电机的峰值功率计 算公式计算相应工作点的峰值功率
2020/6/22
12
关键参数的台架试验方法
3. 堵转转矩
堵转转矩的试验条件是电机系统处于实际冷态下，控制器 母线电压设定为额定值，试验时，应将电机转子堵住，通过 电机控制器施加所需的堵转转矩，记录转矩和时间；
选取规则前提下，应尽量包含必要的特征点； • 每个转速点上的转矩点不少于10个，对于高转速点上的转
矩点个数可以适当减少，但不少于5个，所选取的测试点应 尽量包含必要的特征点
2020/6/22
8
关键参数的台架试验方法
三. 测量参数的选择
台架试验过程关键部件的参数包含： • 电机控制器母线的电压和电流 • 电机的电压、电流、频率、转矩、转速和功率 • 电机、控制器和整个电机系统的效率 • 电枢绕组的电阻和温度 • 冷却介质的流量、压力和温度 • 电机关键部件的振动 • 通讯协议的执行情况、关键参数的标定、电感和电阻的非
线性变化等
2020/6/22
9
关键参数的台架试验方法
四. 测量过程中的注意事项
• 试验时，根据测量精度要求的大小，选用的测量仪器应具 有足够的准确度
• 测量时被试电机应处于热平衡工作状态，电机控制器的电 压、电流根据试验条件选取合适的值
• 试验时电机控制器的功率可通过电压、电流计算获得，也 可通过功率分析仪测得
电动汽车 电机系统原理与测试技术
车用电机系统台架试验
机械工业出版社
目录
• 试验台架结构 • 关键参数的台架试验方法 • 基于整车行驶工况的的测试技术 • 可靠性耐久性试验简介
2020/6/22
2
试验台架结构
一．车用电机系统性能的试验台架结构
2020/6/22
3
试验台架结构 二．电传动系统性能的试验台架结构示例
• 试验用的线缆如对试验结果产生影响则需调整 • 转矩和转速传感器同轴端应为刚性连接，对于精密测量结
果应考虑对整个系统的结果进行适当的修正
2020/6/22
10
关键参数的台架试验方法
五. 关键参数的台架试验和验证
1.持续转矩和持续功率
试验时电机控制器直流母线电压设定为额定电压，在电机 系统的规定条件下电机应能在规定的持续转矩和转速条件下 长时间正常工作，并且不超过电机的绝缘等级和温升限值。
2020/6/22
BIT－北京理工大学
4
关键参数的台架试验方法
一．驱动电机及控制器效率的测量
• 电机控制器效率的测量
电机控制器效率的测量需要根据输入功率和输出功率的比值
计算。
c
Pco Pci
式中：
c——电机控制器效率；
Pco——电机控制器输出功率（kW）； Pci——电机控制器输入功率（kW）。
2020/6/22
• 转速控制精度 电机系统处于空载状态，在10%~90%最高工作转速范围内， 均匀取10个不同的转速点作为目标值。 • 转矩控制精度 电机系统处于负载状态，在设定转速条件下的10% ~ 90%峰 值转矩范围内，均匀取10个不同的转矩点作为目标值。
2020/6/22
16
关键参数的台架试验方法
7.响应时间
改变电机定子和转子的相对位置，沿圆周等分5个堵转点， 重复上述实验，每次重复前宜将电机回复到实际冷状态，堵 转时间应相同，取5次测量的转矩最小值作为实验结果。
2020/6/22
13
关键参数的台架试验方法
4.最高工作转速
试验过程中，电机控制器直流母线电压设定为额定电压， 电机系统宜处于热工作状态。 试验时，应匀速调节试验台架，使电机的转速至最高工作 转速，并施加一定的负载，工作稳定后, 在此状态下的持续 工作时间应不少于3min。
2020/6/22
17
关键参数的台架试验方法
六. 电机系统的馈电性能测试
试验时，被试电机系统由原动机（测功机）拖动，处于馈 电状态，根据试验目的和测量参数的不同，电机控制器工作 于设定的直流母线电压条件下，电机在相应的工作转速和转 矩负载下进行馈电试验。
记录馈电状态时电机控制器的直流母线电压、直流母线电 流、电机各相的交流电压、交流电流，以及电机轴端的转速 和转矩等参数，同时计算并获得功率、馈电效率等数值，绘 制相关曲线。必要时，应对试验结果进行修正。
2020/6/22
BIT－北京理工大学
7
关键参数的台架试验方法
二．转速-转矩工作测试点的选取
台架试验过程中，为了更加全面地掌握被测试电机系统在全 部工作范围内的转速转矩特性，需要在尽可能多的工作点处 进行测试和分析，但是为了减少测试工作量，又不宜选择过 多的工作点。 • 转速点个数不少于10个，在满足最低和最高及相邻转速点
2020/6/22
14
关键参数的台架试验方法
5.效率MAP和高效工作区
试验时电机系统应达到热工 作状态，控制器母线电压为 额定值，由于要测量的点比制等效曲线得到 MAP图如右图所示。
2020/6/22
15
关键参数的台架试验方法
6.控制精度
• 转速响应时间 试验需要记录电机控制器从接受到转速期望指令信息开始 至第一次达到规定容差范围的期望值所经过的时间，实验取 5次测量结果的最大值作为转速响应时间。 • 转矩响应时间 试验需要记录电机控制器从接受到转矩期望指令信息开始 至第一次达到规定容差范围的期望值所经过的时间，实验取 5次测量结果的最大值作为转矩响应时间。
利用转速转矩数值，可以得到电机在相应点的持续功率：
Pm
Tn
9550
式中：
Pm——电机轴端的持续功率（kW）。
2020/6/22
11
关键参数的台架试验方法
2. 电峰值转矩和峰值功率
• 峰值转矩试验的试验条件是电机系统处于实际冷态下，控 制器母线电压设定为额定值
• 试验时，电机系统工作于固定的峰值转矩、转速条件下， 并持续一段时间，电机系统能够正常工作，并且不超过电 机的绝缘等级和温升限制（不同持续时间峰值功率不同）
5
关键参数的台架试验方法
• 电机效率的测量
电机效率应根据其输入功率和输出功率的比值计算：
m
Pmo Pmi
式中：
m ——电机效率；
Pmo ——电机输出功率（KW）；
Pmi ——电机输入功率（KW）。
2020/6/22
BIT－北京理工大学
6
关键参数的台架试验方法
T n 9.55U I
9.55U I T n