新能源汽车驱动系统关键测试项目

新能源汽车作为国家大力支持的环保项目，大家的接受度不断增加。

但是，目前在新能源汽车领域，还有很多值得研究的地方，例如汽车驱动系统的关键测试项目包含的内容。

下面就详细介绍一下该项的具体信息。

一、高效工作区
1、测试目的
驱动电机系统效率是指驱动电机系统的以同一单位表示的输出功率与输入功率的百分比。

高效工作区是指驱动电机系统分别在驱动或馈电状态下系统效率不低于80%的工作区域。

根据电机的转矩-转速特性试验的数据，分析驱动系统在不同工作状态下的效率分布，得出驱动电机及控制器系统的高效工作区以及高效工作区所占的比例，并找出最高效率点，以此判定驱动电机的相关特性。

2、测试仪器
主要有功率分析仪、转矩转速传感器、温度记录仪、流量计、电桥等。

3、试验方法
系统效率的测量采用直接测量系统的输入功率和输出功率的直接法进行。

通
常采用转矩转速传感器或测功机法测量机械功率，电功率采用功率分析仪配合电流传感器测定。

在驱动电机系统转矩转速工作范围内，选择不少于10个转速点。

这些转速点一般在最高转速的10%至最高工作转速的范围内均匀选取，但必须包括额定转速点、最高转速点、持续功率对应的最低工作转速点以及其他有特殊定义的转速点；然后在每个转速点上，再均匀选取10个或以上的转矩点进行试验，这些转矩点应包括额定转矩点、峰值(最大)转矩点、额定功率曲线上的点、峰值(最大)功率曲线点以及其他有特殊定义的转矩点。

根据以上原则，选择不小于100个合适的转矩转速点进行试验。

试验在热态以及额定电压下，驱动器工作在电动或馈电状态下进行。

4、记录数据
主要有驱动电机控制器(母线直流电压和电流)、驱动电机(电参数、机械参数)、驱动电机系统或驱动电机控制器或驱动电机效率、驱动电机绕组温度、冷却介质温度流量。

5、计算公式
驱动电机控制器效率：
式中: Pco——驱动电机控制器的输出电功率；
Pci——驱动电机控制器的输入电功率。

驱动电机效率：
式中: Pmo——驱动电机的输出功率。

驱动状态为机械功率，馈电状态下输出的为电功率；
Pmi——驱动电机的输入电功率。

驱动状态为电功率，馈电状态下输出的为
机械功率。

驱动电机系统电动状态效率：
驱动电机系统馈电状态效率:
式中: T——驱动电机轴端的转矩，单位为牛米(N·m)；
n——驱动电机轴端的转速，单位为转每分钟(r/min)；
U——驱动电机控制器直流母线电压平均值，单位为伏(V)；
I——驱动电机控制器直流母线电流平均值，单位为安(A)。

6、结果整理与计算
根据所测得的每个转矩-转速点的数据，整理得出每个点的驱动器的效率、电机的效率以及驱动系统的效率；按照相关标准(如GB/T 18488.1-2015中5.4.9.2)对高效工作区的要求，统计符合条件的测试点数量，其值和总试验点数量的比值即为高效工作区的比例，所有测试点中效率最高值即为最高效率。

二、馈电特性
1、测试目的
在驱动电机因惯性旋转或被拖动旋转时，驱动电机此时运行于发电机状态，驱动电机可通过控制器向电源馈电。

通过测取驱动电机及控制器系统在不同状态下的馈电性能，得出整个系统的馈电能力。

结合高效工作区测试结果，用于测试驱动系统的省电节能性，并作为判定系统馈电能力是否合格的依据。

2、测试仪器
功率分析仪、转矩转速传感器。

3、试验方法
被试驱动电机在馈电状态下，驱动电机控制器工作于设定的直流母线电压、驱动电机在相应的工作负载和转速下进行馈电试验。

4、记录数据
驱动电机控制器(母线直流电压和电流)和驱动电机(电参数、机械参数)等。

5、计算公式
驱动电机系统馈电状态效率：
6、结果整理与计算
馈电电压范围、馈电电流大小和馈电效率应符合产品技术文件规定。

三、控制精度
1、测试目的
控制精度是指测量值与设定值的偏差占设定值的百分比，分为转速控制精度和转矩控制精度。

求取驱动电机及控制器系统的控制精度，作为判定系统控制能力的依据。

2、测试仪器
功率分析仪、转矩转速传感器等。

3、试验方法
①控制精度-转速控制精度。

该试验一般在热态下进行，驱动电机为空载状态，输入侧电压为额定电压。

在10%～90%最高工作转速范围内，均匀取10个不同转速点作为目标转速值。

电机首先处于静止状态，通过给驱动器一个目标转速值，使其由静止自行加速直至稳定。

②控制精度-转矩控制精度。

该试验一般在热态下进行，驱动电机为电动状态，输入侧电压为额定电压。

在10%～90%峰值转矩范围内，均匀取10个不同
转矩点作为目标转矩值。

驱动电机首先工作在空载电动状态，此时陪试电机工作在一个预先设定的速度模式下，通过给驱动器一个目标转矩值，使其由空载自行加载直至转矩与转速都稳定。

4、记录数据
①控制精度-转速控制精度。

设定目标转速值、实际稳定转速值。

②控制精度-转矩控制精度。

设定目标转矩值、实际稳定转矩值。

5、计算公式
①控制精度-转速控制精度：
式中: nt——转速测量值，单位为转每分钟(r/min)；
nset——转速测定值，单位为转每分钟(r/min)。

②控制精度-转矩控制精度：
式中: Tt——转矩测量值，单位为牛米(N·m)；
Tset——转矩测定值，单位为牛米(N·m)。

6、结果整理与计算
①控制精度-转速控制精度：计算每个目标转速值与实际转速的差值或者偏差占比。

取所有目标转速值中偏差最大的值作为整个系统的转速控制精度的判定依据。

②控制精度-转矩控制精度：计算每个目标转矩值与实际转矩的差值或者偏差占比。

取所有目标转矩值中偏差最大的值作为整个系统的在某个特定转速下的转矩控制精度的判定依据。

以下表格是本中心为某新能源汽车电机企业生产的永磁同步电机驱动系统进行的转矩控制精度测试数据，从测试数据可以反映该电机在低转矩下转矩控制
精度偏差较大，最大达到7.78%，在转矩25 N·m以上转矩控制精度偏差较低。

四、响应时间
1、测试目的
响应时间指驱动电机控制器从接收指令信息开始到第一次达到响应期望值所经过的时间，分为转速响应时间和转矩响应时间。

求取驱动电机及控制器的转矩与转速响应时间，作为判定系统控制能力的依据。

2、测试仪器
功率分析仪、转矩转速传感器、函数曲线记录仪等。

3、试验方法
①响应时间-转速响应时间。

该试验一般在热态下进行，驱动电机为空载状态，输入侧电压为额定电压。

该试验分5次进行，沿驱动电机转子圆周取5个点作为各次试验的起始位置。

各次试验开始时，电机处于静止状态，通过给驱动器一个目标转速值，使被试电机由静止状态自行加速直至转速稳定。

②响应时间-转矩响应时间。

该试验一般在热态下进行，驱动电机为堵转状态，输入侧电压为额定电压。

该试验分5次进行，沿驱动电机转子圆周取5个点作为各次试验的起始位置。

各次试验开始时，电机处于静止堵转状态，通过给驱动器一个目标转矩值，使被试电机静止状态自行加载直至转矩稳定。

4、记录数据
①响应时间-转速响应时间。

启动圆周位置、目标转速、每个起始点的转速-时间曲线。

②响应时间-转矩响应时间。

启动圆周位置、目标转矩、每个起始点的转矩
-时间曲线。

5、结果判定
①响应时间-转速响应时间。

分析每个起始点的转速-时间曲线，得出该点的响应时间。

取5次试验中时间最长的点作为该目标转速下的转速时间响应时间。

②响应时间-转矩响应时间。

分析每个起始点的转矩-时间曲线，得出该点的响应时间。

取5次试验中时间最长的点作为该目标转矩下的转矩时间响应时间。

综上，我们可以看到，针对新能源汽车驱动系统的测试项目繁多，数据十分复杂，会占据大量的时间和精力。

因此，建议将专业的事交给专业的设备，ZDT-II 新能源汽车电机测试系统就是专门针对新能源汽车驱动设备进行测试，该系统采用模块化设计，依据国内外最新测试标准，结合用户测试需求，主要应用于车用电驱动系统（电机及其控制器）的常规性能试验，耐久和负载试验，以及其他认证试验等的开发研究性试验。