电动汽车电机控制与驱动技术课件-项目十二 电动汽车电机控制和驱动系统试验标准

(2)动力蓄电池测试评价
“十五”期间，在科技部电动汽车重大项目的支持下，我国开展了混 合电动汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车用先进动力蓄电池的研制及测 试评估技术的 研究工作。期间科技部采取了一系列新的举措，极大地推 动了我国动力蓄电池技术及测试评估技术的快速进步，特别是在实用化 方面的进步，主要集中在动力蓄电池单体电池的综合性能和模块的部分 电性能方面。
图 12-1 交流电力测功机特性曲线 电涡流测功机利用涡流产生制动转矩来测量机械转矩的装置。它由电磁滑差离合 器(见电磁调速异步电动机)、测力计和测速发电机组成。电涡流测功机的优点是 结构简单，操作维护方便，制动力矩大，转动惯量小。
（2）CW260电涡流测功机特性曲线测试,其方法如图12-2所示。 通过安装夹具及联轴器将被测电机与测功机连接，适当调整使轴与轴的对中度符合 试验要求。对个别超高速电机，为防止试验过程中因为轴振动或对中不够精确引起 轴承发热失效或者损坏电机的情况，可以考虑在适当位置安装振动传感器及温度传 感器，对试验过程中局部情况实时监测，一旦有异常立即停止。
(6)电动汽车充电装备测试评价
在充电装备标准制定方面，2010年1月,国家标准委员会发布了《电动汽车 充电站的通用要求》；另外地方政府和各能源集团都积极开展了电动汽车充电 设施的标准制定工作，如深圳、上海、江苏等地纷纷制定了各自充电站的地方 标准；2010年1月，北京市政府也出台了北京首部电动汽车充电站标准；国家 电网和南方电网根据各自实际情况制定了电动汽车充电方面的相关标准。
③“863”燃料电池测试评价基地。在“十五”期间“ 863”电动汽车重大专项实施过程
中，同济大学和清华大学分别建立了燃料电池轿车和燃料电池城市客车用燃料电池发
(l)电动汽车测试评价技术
作为国家“十五”863计划电动汽车重大专项重要组成部分，由中国汽车工 程研究院等单位在“十五”期间承担的“电动汽车检测试验技术研究”课题的“电 动汽车整车运行检测实验研究”开展对电动汽车整车道路运行工况的研究工 作，实际测量汕头、广州、武汉、北京、上海、重庆等典型城市的电动汽车 整车道路运行工况，并制定出可用于指导电动汽车动力性、经济性以及排放 性能等研究开发和模拟试验用的“电动汽车整车道路运行工况”，制定出以汕 头南澳岛环岛公路和沙石泥土路为基础、能够反映电动汽车在我国典型城市 实际运行道路状况的“电动汽车整车运行道路可靠性考核试验用载荷谱、典型 路段及其里程分配”。
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②SAE电动车辆技术标准
美国机动工程师协会(SAE)从1990年发布第一项关于电磁 辐射规定的标准以来，已发布了各类电动车辆技术标准51项， 内容包括各类电动车辆的术语和安全技术要求，整车动力性、 经济性和排放电磁场强度等的试验、测量方法，蓄电池和蓄电 池模块的各种试验规程及对电动车辆用的高压电缆、线束与元 器件、连接件的技术要求和试验方法，2001年成立的SAE燃料 电池标准委员会，已经发布了对氢燃料的质量要求、氢燃料电 池系统的性能试验和回投，氢燃料加注连接装置等方面的7个标 准，随着电动汽车技术的不断进步及各种新型式的电动汽车(如 增程式电动汽车、插电式混合动力电动汽车)的出现，SAE也在 不断修订与完善其标准体系
(5)电动汽车附件测试评价
“十五”“863”课题“电动汽车检测试验技术研究”中的“电动汽车整车 运行检测实验研究”项目，开展对电动汽车用充电机检测试验技术的研究工作 。 研究开发可以对车载充电机，地面充电机以及感应式充电机的电气特性进 行检测试验，以及结合研究开发可以对车载充电机、地面充电机以及感应式充 电机的电气特性进行检测试验，以及结合动力蓄电池模块检测试验系统对充电 机的整体性能做出检测试验评价的充电机自动检测装置。
图 12-2 CW260 电涡流测功机特性曲线
第二节 电动汽车测试评价
电动汽车测试评价一直是电动汽车技术开发和产业化过程 中的研究重点。美国、欧洲、 日本等在推动本国电动汽车研 发的同时，也不断地提高电动汽车测试评价技术来推动电动 汽车技术进步、示范推广和产业发展。我国电动汽车的测试 评价技术在科技部“十五”和“十 一五”科技计划的支持下，通 过各参与单位的积极努力，在标准和技术规范方面取得了显 著的成绩，并完成多个专项测试基地的建设。
③欧洲电动汽车测试评价 欧洲从事电动汽车标准化工作的区域性组织主要有：欧洲标准化委员会(CEN)、
欧 洲 电 工 标 准 化 委 员 会 (CENELEC) 、 联 合 国 欧 施 经 济 委 员 会 (ECE) 等 。 CEN/TC3O1成立于 1992年，其主要工作范围是负责纯电动汽车和混合动力汽车领 域的标准化工作，主要解决这两类车辆上路行驶所需标准问题。
项目十二 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。
（3）驱动电机测试评价
“十一五”期间，由北京理工大学承担的课题“车用驱动电机系统检测技术 和快速评价方法研究”，围绕车用驱动电机关键技术，进行了驱动电机系 统故障 系统检测技术和快速评价方法研究”，围绕车用驱动电机关键技 术，进行了驱动电机系统故障模式和失效模式分析，可靠性、耐久性台 架试验方法和快速评价方法研究，以及驱动电机系统动态特性测试及标 定方法、能量回馈考核方法、噪声测试技术、综合性能评价方法的研究 等。
绝缘性能的影响。
4）电机性能 电机性能测试是电机及控制器试验中最需要的，也是仪器设备投入最大的项目。项目需要 在电机测试台架上进行，试验中大半的准备工作都是为了电机和台架的匹配安装。
（1）试验设备 目前常用的测功机主要有直流电力测功机、交流电力测功机、电涡流测功机和
水力测功机。直流电力测功机由直流电机、测力计和测速发电机组合而成。直流电 机的定子由独立的轴承座支承，它可以在某一角度范围内自由摆动。
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）。
③欧洲电动汽车测试评价 欧洲从事电动汽车标准化工作的区域性组织主要有：欧洲标准化委员会
(CEN)、欧洲电工标准化委员会(CENELEC)、联合国欧施经济委员会(ECE) 等。 CEN/TC3O1成立于 1992年，其主要工作范围是负责纯电动汽车和混合 动力汽车领域的标准化工作，主要解决这两类车辆上路行驶所需标准问题。
量仪，比如微欧姆表，数字电桥等。绝缘电阻在标准中涉及冷态和热态两种，采用绝缘电
阻测试仪测量，在冷态时通常绝缘电阻值较大，甚至大于2 000 MΩ，在热态时由于温度湿
度的影响，可能降到300～400 MΩ。
3）环境试验
此部分试验项目主要考核的内容：①电机和控制器在-20℃低温环境中能否正常起动和
工作，以防止电动汽车在寒冷地区出现工作异常；②评价湿热环境和中性盐雾腐蚀对产品
(4)燃料电池测试评价
“十五”期间，同济大学和清华大学就进行了燃料电池汽车及燃料电 池发动机测试技术的研究，形成了“863”系列测试规范，为燃料电池汽车 相关标准的制定奠定了基础。“十一五”期间，由同济大学承担的”轿车用 燃料电池发动机检测技术及快速评价方法研究”和由清华大学承担的“客车 用燃料电池发动机检测技术及快速评价方法研究”，分别进行了轿车和客 车燃料电池发动机检测技术及快速评价方法的研究。
二、国内电动汽车测试评价现状
1)国内电动汽车测试评价技术及标准
根据行业发展的需要，科技部从“十五”开始，通过电动汽车重大项目对电 动汽车测试评价方法进行了持续支持，推动了我国电动汽车相关测试评价技 术的进步。目前在电动汽车整车及关键零部件通用性、安全性、互换性、技 术条件及试验方法等标准方面，已经发布的电动汽车标准项目42项(含电动摩 托车6项)，其中国家标准35项,汽车行业标准7项。
（4）信息服务体系不够健全，信息交流通道不畅，许多人员对标准化工 作的认识还不够。可见，我们在电动汽车产业标准体系建设方面的工作还 远远不够，还需要做更进一步的努力和相关工作机制的创新。
第一节 电机及控制器检验项目
电机及控制器的测试主要依据GBl8488.1-2006《电动汽车用电 机及其控制器第1部分：技术条件》和GBl8488.2-2006《电动汽车用 电机及其控制器第2部分：试验方法》。其中分别规定了动力电机 及控制器的工作制、工作条件、技术要求、需要检验的项目以及相 关的试验方法。标准从机械、电安全性能、环境试验、电机性能以 及电磁兼容等方面对产品提出了要求。机械结构方面，主要内容有 控制器壳体的机械强度、水冷系统的耐水压、轴的振动烈度以及系 统的耐振动性能等。电安全性能主要包括电机定子绕组的冷态直流 电阻、电机定子绕组对机壳的绝缘电阻、耐电压、电机控制器的保 护功能、安全接地的检查以及接触电流。环境试验包括温度、湿度 和热态绝缘电阻的测量，以及耐盐雾试验。电机的性能主要考核电 机在额定负载和峰值负载下的转速—转矩特性及效率、电机的再生 能量回馈能力、最高工作转速和超速能力、工况运行的温升以及噪 声的大小。
1）机械结构 标准中对电机的轴振动烈度的要求引用自GBl0068-2000《轴中心高为56 mm及以上电 机的机械振动的测量、评定及限制》，通常是电机出厂验收时测试的项目，主要考核电机 在自由悬置状态下空载运行时，轴的振动情况，如加速度、速度和振幅。试验时将电机置 于悬置状态，将加速度传感器安装在指定位置，采用振动烈度测试仪对轴的振动参数进行 监控，依据该标准的限值要求对结果进行判定。2）电安全性能 电机定子绕组的冷态直流电阻通常很小，在几十毫欧左右，需要使用高精度的电阻测
2）我国电动汽车测试评价能力建设情况
① “863”蓄电池测试评价基地。“十五”期间，在科技部电动汽车重大项目的支持， 我国开展了混合电动汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车用先进动力蓄电池的研制及测 试评价技术的研究工作。
②“863”电机测试评价基地。“十五”和“十一五”期间，科技部还支持北京理工大学 建成了“863”电机测试评价基地。该基地购置了电力测功机、蓄电池模拟器、环境试验 系统等仪器设备，进行了相应的电机测试评价技木研究，开展了多项“863”电机开发 成果和行业电机的测试评价和检测工作。
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。