电动汽车驱动系统效率测试指南: 8大环节+4个象限+14个执行程序+2种计算方法

文摘   汽车   2024-08-16 06:51   福建  

- 回答星友Fred, Benben 关于系统效率测试的问题

- 原创,作者:Mr.H,SysPro系统工程智库内部学习用

- 以下内容仅供参考,具体内容结合实际项目需要更改、拓展



目录

1. 主体内容和适用范围
2.试验目的

3.试验条件

  • 3.1.试验对象
  • 3.2 测试设备
  • 3.3 测量设备
4. 需要记录的数据
  • 4.1 外部信号
  • 4.2 内部信号

5. 试验规范

  • 5.1 测试条件
  • 5.2 走合试验 (注意,容易忽略)
  • 5.3 测试工况
6.试验程序  (知识星球发布)
  • 6.1. 开始运行
  • 6.2. 测试前置条件确认
  • 6.3. 执行测试程序(14个步骤)
7. 效率计算方法 (知识星球发布)
  • 7.1 驱动模式下效率 
  • 7.2 发电模式下效率 
8.评价指标 (知识星球发布)

注:以上内容节选,完整内容知识星球发布


1. 主体内容和适用范围
本技术要求规定了XXX电驱动总成效率试验的目的、条件、要求、程序和试验结果处理方法。
本技术要求适用于XXX电驱动总成及其同类产品。
本技术要求参照中华人民共和国汽车行业标准QC-T 1022-2015 纯电动乘用车用减速器总成技术条件、18488 -2015电动汽车用电机及其控制器的技术条件、xxx客户企业标准,并对标其他项目要求编写。

2.试验目的

测试一个包含逆变器、电机、减速器的电驱动系统的系统效率,考核在不同直流电压下,电机温度保持在80°C时的效率情况,并绘制出效率图。
SysPro建议:测试中电机、电控采用两套独立的冷却系统,一套用于逆变器、另一套用于电机,保证测试环境的稳定性。

3.试验条件

3.1.试验对象

  • Inverter

  • Motor

  • Gearbox

3.2 测试设备

  • Inverter
  • Motor
  • Gearbox
  • Cooling
  • HV Supply
  • LV Supply

3.3 测量设备

  • CANoe
  • CANape 
  • VX 1000
  • LV 采样设备
  • HV 采样设备 (Power analyzer, DSO(Oscilloscope))
  • Rotor 遥测设备(可选)

图片来源:网络


4. 需要记录的数据

4.1 外部信号

这里说明下需要台架采集的外部信号有哪些?

一般包括这几类:

  • 交流电流、交流电压:在电机输入端和逆变器输出端测量的实际交流电流和电压,以及它们的精度和测量频率。

  • 功率测量:包括电机输入端、逆变器输出端以及电机轴上的实际功率测量。

  • 直流电流和电压:使用功率分析仪和数字示波器测量的实际直流电流和电压。

  • 其他参数:如Kl30电流和电压、扭矩、转速、环境温度、冷却液温度、冷却液流量、定子温度和转子温度等。

需要特别要注意的是:每个参数都要给出了其描述、测量误差范围、采样频率,这些信息对于确保测试结果的准确性和可靠性至关重要!

4.2 内部信号

这里说明下需要台架采集的内部信号有哪些?
一般指的是从从A2L摘取下来的内部信号,这部分内容会比较多也比较灵活,这里仅供参考:
  • 机械和磁性损失导致的扭矩损失

  • PWM频率

  • 调制方法和调制系数

  • 电流转换系数

  • 扭矩转化系数

  • 滤波后的直流电压

  • 三相电流有效值-RMS

  • 三相电流幅值-Amps

  • 占空比

  • 定子绕组温度

  • 转子温度

  • 最大结温

  • 最大模块NTC传感器温度

  • PWM载波的序列

  • 不同滤波时间的直流电压输出量

  • 请求电压空间矢量

  • 请求dq坐标电流

  • 实际dq电流和电压

  • 实际扭矩

  • LVDC电压

  • 测量的保持时间

  • 扭矩的step

  • 最大输出转矩(电动、发电)

  • 转速的step

  • 最大转速(正转、翻转)

  • ......

需要特别要注意的是:每个参数都要给出了其描述、测量误差范围、采样频率,这些信息对于确保测试结果的准确性和可靠性至关重要!

图片来源:网络


5. 试验规范

5.1 测试条件

这里要说明测试过程中那些事不变的边界条件。
例如,环境温度、水温、流量,冷却液类型、减速器,自己可以做一张表格。

5.2 走合试验 (注意,容易忽略)

除了确保电机温度达到预期外,特别要注意的是:对带减速器或变速器的多合一系统,由于减速器油液黏度对效率影响比较大,也要确保油温到达稳定后后再开启后续试验。
下面的工况仅供参考,具体要结合电机、减速器设计和工程师建议定义(可以做前置试验摸索)。
  • 减速器优品牌号: Castrol BOT 352

  • 油量:0.9±0.05L。

  • 工况

  • 走合试验通过的标准:减速器、电机定转子达到预期的热状态。

5.3 测试工况

可以参考如下表格的形式定义测试规范:

注意:定转子温度非常重要,一定要约束好。


6.试验程序

 (知识星球发布)

定义试验程序的同时,一定要注明每一步的预期的结果和通过标准。

6.1. 开始运行  ......

6.2. 测试前置条件 ......

6.3. 执行测试程序(14个步骤) ......

图片来源:网络


7. 效率计算方法

 (知识星球发布)

这部分内容之前有很多同事问过,这里我按照驱动、发电两种工作模式,分别说明下。下面是比较标准的做法。

7.1 驱动模式下效率计算 ......

7.2 发电模式下效率计算  ......


8.评价指标

 (知识星球发布)

以上规定工况下,电驱动总成若同时满足以下情况,则判断电驱动总成效率合格 ......

图片来源:网络


以上是关于《驱动系统的效率测试的指南节》(节选)完整版报告与解读在知识星球 [SysPro|电驱动系统性能解读] 专栏发布,欢迎阅读学习

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