新能源汽車電動機及控制器測試

近年來，純電動汽車、混合動力汽車等新能源汽車成為了世界汽車市場發展的熱潮。純電動汽車尤其是新能源汽車的主要路線，其主要部件：動力電池、電動機及控制器等，得到了快速發展。新能源汽車具有雙象限工作模式、動力電池供電、高動力需求等特點，所以電動機及控制器的測試方法與普通電機相比有較大區別。

航裕電源致力于提供新能源行業的測試解決方案，設計HY-LV123系列新能源汽車高壓紋波測試電源，直擊新能源汽車高壓部件系統測試標準——LV123、VW80303、 VW80300、ISO21498-2。HY-LV123系列新能源汽車高壓紋波測試電源直流輸出功率單機最大500kW，在新能源汽車電動機及控制器測試中，展現了極大的優勢。

一、 新能源汽車系統結構

        純電動汽車中由動力電池提供高壓直流電，經控制器驅動電機產生動力。

圖1 純電動汽車系統示意圖

二、測試要求

        新能源汽車用電機及控制器的測試標準遵循國標《GB-T18488 電動汽車用電機及其控制器》。

● 試驗項目：一般性能、環境試驗、溫升試驗、電機轉矩特性及效率、再生能量回饋特性等測試。

● 主要試驗內容：空載試驗、負載效率試驗、最高工作轉速、超速試驗、電機控制器保護試驗、堵轉試驗、電機溫度、電機溫升、過載能力試驗等。

        目前常見的電機測試系統有兩種：

1、測功機系統；系統包括前段供電測試直流電源（電池模擬器），測功機，變頻器，測試所需儀器儀表等。

2、電機對拖測試系統；系統包括前段供電測試直流電源（電池模擬器），陪測電機電控，測試所需儀器儀表等。測試裝置中電機控制器電源部分可采用雙象限直流電源或直流電源加直流負載的形式。

        航裕電源新能源汽車測試解決方案優勢如下：

1、HY-LV123系列新能源汽車高壓紋波測試電源擁有高可靠性和穩定性及轉換效率，在產品穩定性及可靠性方面有著明顯優勢。

2、電源應具有較高的輸出精度，HY-LV123系列新能源汽車高壓紋波測試電源最大電壓精度達0.05%+30mV，可以輕松滿足測試系統的精度要求。

3、電源輸出具有快速的動態響應特性（瞬時加載，瞬時減載，充放電轉換等），航裕電源HY-BP系列汽車電子測試高速電源，最小電壓上升時間小于1μs，可以滿足各種工況要求。

4、HY-BP系列汽車電子測試高速電源具有雙象限特性，能夠吸收電機反饋的電能，雙象限無縫切換功能，有效避免電壓或電流過沖。

圖4 電機對拖測試系統示意圖

HY-LV123系列新能源汽車高壓紋波測試電源

單機最大功率達 500kW

輸出電壓最高1500V

輸出電流最大500A 

紋波頻率最大150kHz

是新能源汽車電動機及控制器測試的最佳選擇

四、HY -LV123系列新能源汽車高壓紋波測試電源 VW80300 VW80303 LV123測試項目

1、EHV-08 產生的高壓電壓紋波

目的 

■ 此測試的目的是驗證 HV 組件產生的 HV 電壓紋波是否在規定的限制范圍內，并且其  HV 功能狀態不會因這種自產生的 HV 紋波而改變。

測試 

■ 測試疊加在DC高壓電源電壓和DC高壓電源電流上的紋波含量。 

■ 必須使用第4.7.2節中的測試設置類型2。 

■ 所有測量信號被饋送到具有快速傅立葉變換(FFT)功能的頻譜分析儀或示波器，并被評估。 

■ 在測試之前，必須為每個 HV 工作電壓確定可能的工作和負載情況中的最壞情況。然后 必須使用此場景執行測試。 

1、低負載時振蕩振蕩引起的電壓紋波，例如。額定負載的5%至10%時； 

2、激活快速控制算法時的電壓紋波，例如，為了抑制引起的抖動 通過傳動系統中的機 械振動；

3、從停止或低速開始最大加速時的電壓紋波；

4、占空比/PWM 控制加熱器的低溫運行。 

■ 測試在以下 HV 組件功率水平下進行:

1、之前確定的最壞情況；

2、驅動系統以額定速度的 5% 至 10% 怠速運轉

3、25% 

4、50% 

5、75% 

6、100% 

■ 對于每次測量運行，必須以圖表的形式生成高壓電壓和電流紋波的頻譜幅度分布。在此 圖中，最大振幅和至少 以下10個最大值，具有相應的頻率和幅度，必須標記為特征頻率。這些特征頻率必須列在一個表中，該表還指定了所有相關參數。 

■ 如果 DUT 在沒有高壓儲能設備的情況下運行，則必須另外針對該運行情況運行整個測 試，并相應調整參數。要求 

■ HV 電壓和電流紋波在表 31 中指定的限制范圍內必須保持功能狀態 A。 

■ 偏離此要求，功能狀態 B 適用于最壞的情況。由于 DUT 本身產生的紋波，功能狀態不 會發生變化。

2、EHV-09 系統高壓電壓紋波

目的 

■ 必須驗證 HV 組件在承受 HV 系統中產生的 HV 電壓紋波時的穩健性。

測試 

■ 具有可變幅度和頻率的交流電壓疊加在 DUT 的直流高壓電源電壓上。

■ 必須按照圖 24 中的圖表使用和擴展第 4.7.2 節中的測試設置類型 2。示波器用于監測注入的交流電壓。測試參數在表32中規定。 

測試用例1 

■ 在測試案例 1 中，DUT 上疊加的交流電壓的幅度設置為表 32 中指定的值，并在必要時 重新調整。 

■ 在測試過程中，有必要注意測試裝置和 DUT 之間的共振現象。DUT 中高壓電壓和高壓 電流的紋波含量的所有峰值和下降必須與相應的頻率一起記錄。

測試用例2

■ 在測試案例 2 中，DUT 上疊加的交流電壓幅度設置為表 32 中指定的 1 kHz 值。在此之 后，所需的頻率范圍將在不改變注入幅度的情況下運行。在此過程中，放大器僅用于校 正用于注入目的的變壓器的幅頻響應。 

■ 在測試過程中，有必要注意測試裝置和 DUT 之間的共振現象。DUT 中高壓電壓紋波含 量的所有峰值和下降必須與相應的頻率一起記錄。 

■ 注 4：如果測試案例 1 顯示在 1 kHz 處存在共振點，則將振幅設置為 500Hz 至 1kHz 之 間的頻率，在該頻率處沒有共振點。

DPV    ：用于高壓電壓測量的差分探頭

ADC    : 數據采集卡

TR       : 耦合器

HY-KP : 寬頻電源

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