新能源试验室及其试验项目介绍课件2

削波电路
流
高
压 方
耦合电路
波
低 压 正 滤波电路 弦 波
低 压 直 流
2.1 PEU简介
• 直流降压原理
降压电路如下图所示（无削波电路）
IR
+ +
u1u2- Nhomakorabea-
＋
IZ
IO ＋
C
Ui
DZ
RL UO
－
－
稳压过程：UO → IZ → I → IR UO
2.1 PEU简介
• 直流降压原理
4 • ES-60W-445/LT0707
1、EV电机试验台
1.1 EV电机基础知识
1.2 EV电机试验室简介
EV电机工作原理
试验台简介
励磁原理 绕组电机结构 鼠笼与绕组电机区别
试验台实物图 试验台原理 试验台结构原理图
特性曲线
1.3 试验室对电机的 测试项目
驱动扭力 动能回收扭力
空转转速 其它测项
11 T_PEU Tp ℃（摄氏度） 待测电机的PEU温度
1.4 测试实例及数据分析
• 时间-转速图 与 时间-扭力图
1.4 测试实例及数据分析
• 转速-扭力图
1.4 测试实例及数据分析
• 拟合后的转速-扭力图（三次曲线拟合）
1.4 测试实例及数据分析
• 能量回收扭力测试
1.4 测试实例及数据分析
i1 = 0，i2＜ 0， i3 ＞0
1.1 EV电机基础知识
• 三相绕线型异步电动机结构原理
1.1 EV电机基础知识
• 鼠笼电机与绕组电机的区别
端盖（驱动端）
转子
风扇 冷空气流
罩 壳（非驱动端）
易拉罐做转子的鼠笼电机
1.1 EV电机基础知识
EV电机特性曲线
T

K
R22
SR2U 2
SX20 2
• 从用户的角度，EV电动车上选用的电动机的控制方式是（ ）。
A变频调速，变压调矩
B变频调矩，变压调速
C调速调矩都是变频控制 D调速调矩都是变压控制
答案：D。从技术的角度三相异步电动机的控制方式是调频调速，调压调矩。因为三
相电频率越高，定子产生的旋转磁场转速越高，在转差率一定的情况下转子的转速越
高。有效电压越高，产生的磁场强度越强，转子输出扭力越大。但是速度的环节已经 在PEU与电机之间形成闭环控制，从用户的角度，仅仅控制脚踏板电门，即通过控制
据我所知，永磁电动机价格虽然高，但应用与纯电动汽车上，其节约的电能成本以及 带来的动力性能后的相对性价比会更高。永磁材料主要是稀有金属。
/a/20090624/000211.htm起诉
/chanyejingji/20140808/18625989.shtml败诉
有效电压，要加速的时候输出更大的力矩让驱动力与阻力达到新的平衡点而间接控制 速度。
电机部分重点知识整合
电机部分重点知识整合
2、PEU总成测试系统
2.1 PEU简介
PEU的作用 逆变原理 直流降压原理 PEU内部部件图
2.2 Chroma8000简介
试验系统简介 试验系统实物图 试验系统原理 试验系统结构原理图
序号 记录名称 编 程 单位 变量
注释
1 time
t
s（秒）
2 Power
U V（伏）
Voltage
时间。 总输入直流电压。
3 Current I
A（安）
4 IB
IB A（安）
5 IH 6 I_Aux
IH A（安） IA A（安）
总输入直流电流
驱动电机运转的供应电流（主电流），或 是电机动能回收时产生的回充电流，另外 也 包 含 了 供 电 至 PEU 风 扇 和 电 机 风 扇 的 电 流
• 转速-扭力-效率谱 （试验报告）
电机部分重点知识整合
• EV电动车上选用的驱动电动机的类型是（ ）。
A三相鼠笼式异步电动机 B三相绕组式异步电动机
C直流电动机
D三相永磁同步电动机
答案：A。直流电动机的效率以及可控性不如交流电动机。三相绕组式电动机结构复 杂，三相永磁同步电动机会有使用寿命，永磁材料昂贵，且时间久了会消磁。
所测试的点如右图所示：
1.3 试验室对电机的测试项目
• 电机空转转速
该测试项目也是为了描绘电
机特性曲线上的点。空载最高转 速n是描述一个电机的重要参数。 在很多计算中都用到。测试时要 调到空载位置。因为在台架上测 试时中心轴机械消耗不可忽略。
1.3 试验室对电机的测试项目
• 其它附加测试项目 在测试电机主特性曲线的时候，可以附加 得到一些用利于分析电机性能乃至整个系 统性能的数据。例如测量到电机与PEU的温 度，可以观察它们在特定工况下的散热能 力。可以测定输出功率以及能量回收时的 效率。所测试的参数列表如下页所示。
此马达动力计系设计来执行ACP motor性能测试，且其附设之Coupler 系搭配ACP motor规格，而执行马达测试前，待测马达必须透过Coupler与 动力计耦合来完成安装作业。
测试时须先利用动力计驱动待测马达至某转速以定速模式运转，然
后即可调整待测马达的动力输出并加以量测，其中转速与输出扭力可藉由 安装于动力计上的Tachometer与Torquemeter执行量测并计算输出功率。
• 固有机械特性
• 理想空载转速n0 • 额定工作点T=TN • TN=9.55PN/nN • SN=(n0-nN)/n0
– (0.06～0.015)
• nN=(0.94～0.985)n0 • 启动工作点Tst(n=0,s=1) • 临界工作点(T=Tmax,s=sm)
dT/ds=0 sm=R2/X20 Tmax=KU2/(2X0)
Hybrid system的测量电流。（未测）
电流由电力系统经PEU供应到其他Auxiliary devices（例如车上的空调系统等）的电流
7 rpm
w rpm（转每分） 主轴转速
8 Torque
T
Nm（牛米） 待测马达输出扭矩
9 Efficiency yita %（百分之） 能量转换效率
10 T_Motor Tm ℃（摄氏度） 待测电机温度
2.3 试验室对 PEU的测试项目
测试项目概述
测试项目清单
测试项目举例
Chroma8000总结
2.4 测试实例及 数据分析
第一份测试 报告
2.1 PEU简介
• PEU的作用
PEU （Power Electronic Unit）是电动车的电池与电机 的中间连接过渡接口。也是整车控制器的集成部分。它最 主要的功能是将电池的直流电转化成电机使用的三相交流 电。并具备将三相交流电回馈给电池的能力。PEU还承担 着外部电源对电池充电的任务，并将高压降压成12V低压 对汽车上其它低压用电器提供电源。更细致的功能是检测 温度、反锁等信息，控制风扇工作等。并集成了车载充电 器。
新能源试验室及其试验项目简介
研发总部试制验证部 龚春忠 2014年10月
概述
• 新能源试验室主要的测试设备有EV电机试 验台、PEU总成测试系统、能源回收式电池 充放电系统。分别测量电动车驱动电机、 PEU控制器、电池模块。涉及到的科学领域
分别主要为机械、电子、化工。涵盖现代 社会发展的三大支柱：材料、信息与能源。
AC Dyno顾名思义即是使用交流马达来提供转矩带动MUT或是吸收其 输出功率，使用交流马达的优点是其具备了瞬时测试(Transient test)的能力， 转动惯量小，加速快且可高转速运转，同时具有快速而精确的动态响应等 特性；此外，交流马达在减速时还可以藉由煞车回充(Regenerative Braking) 的作用将部分动能转换成电能回收。
依然使用到晶闸管，先将高压电源切割成一段一段的
方波，再利用耦合变压器降压，出来的低压近似正弦波， 但波谷在0V及以上。经过LC整波电路就可以出来12V直流 电了。流程如下：（未来会使用48V电： /view/2384771.htm?fr=aladdin
高
压 直
驱动功率小、无二次击穿、安全工作区宽、热稳定性好等优点。且它
的制作技术比较成熟，应用领域非常广泛，所以比较受需要快速低损 耗领域的青睐 。
2.1 PEU简介
3）. 单负载逆变电路示例 电路结构
＋
S1
ＵI
＋ uO － S2
uO
S3
RL
S4
－
O
T/2
T
t
可关断晶闸管电路
输出电压波形
＋ ＋ uO －
ＵI
2.1 PEU简介
• 逆变原理
1）. 晶闸管基本结构
A（阳极）
G （控制极
或门极）
P N P N
K（阴极）
A
G K
图形符号
2.1 PEU简介
• 逆变原理
A
2）. 可关断晶闸管
uA＞0 时，uG＞0，管子导通； uA＞0 时，uG＜0，管子截止。
K
G
GTO
IGBT
IGBT变频变压控制
GTO的电压、电流容量比IGBT的大，主要用于大功率领域，但它的驱动 电路技术难度也大，而且价位高，不受到推广。而IGBT是集合了 MOSFET和GTR的优点，有耐压高、电流大、工作频率高、通态压降低、
RL
－
2.1 PEU简介
• 逆变原理
4）. 直流电转三相交流电
＋ uO
ＵI
RL －
2.1 PEU简介
• 逆变原理
在实际的电路中，因电流较大，每一臂需要12个 晶闸管。单相需要24个晶闸管，三相共需要72个晶闸 管。
下图是单相逆变电路电子元器件：
2.1 PEU简介