電動汽車電機控制與驅動技術課件-項目十二-電動汽車電機控制和驅動系統(tǒng)試驗標準

項目一電動汽車控制與驅動技術項目二直流電機類型及其控制技術項目三交流電機類型及其控制技術項目四永磁同步電動機類型及其控制技術項目五開關磁阻電機類型及其控制技術項目六續(xù)流增磁電機類型及其控制技術項目七電動汽車能量系統(tǒng)的電源變換裝置項目八輪轂電機類型及其控制技術項目九電動汽車控制系統(tǒng)項目十電動汽車再生制動控制技術項目十一電動汽車電機控制和驅動系統(tǒng)的測試項目十二電動汽車電機控制和驅動系統(tǒng)試驗標準電動汽車電機控制和驅動技術項目十二電動汽車電機控制和驅動系統(tǒng)試驗標準`我國從“八五”開始，正式把電動汽車列入國家科技攻關項目。2001年，中國啟動了具有重要戰(zhàn)略意義的“863”計劃電動汽車重大專項，涉及的電動汽車包括3類：純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車，并以這3類電動汽車為“三縱”，多能源動力總成控制系統(tǒng)、電機及其控制系統(tǒng)、電池及其管理系統(tǒng)為“三橫”，建立了“三縱三橫”的研發(fā)格局。經過20多年的發(fā)展，我國的電動汽車技術已初步成形，且有40多款自主品牌的新能源汽車進入國家汽車新產品公告，很多地方已開始多種車型的示范運行。電動汽車產業(yè)標準體系建設方面的問題依然存在（1）產業(yè)標準體系建設相對滯后，不能很好地引領和指導產業(yè)協(xié)調一致發(fā)展，在減少浪費和重復建設等方面起的作用還很有限。（2）相關企業(yè)標準化力量薄弱，技術積累未能及時轉化為標準，已發(fā)布的標準中許多未得到有效的實施。（3）電動汽車產業(yè)標準化管理工作還不夠規(guī)范，標準的宣貫、實施過程中的監(jiān)管和跟蹤反饋等工作有待加強，標準化組織及其相關運作模式亟待創(chuàng)新。（4）信息服務體系不夠健全，信息交流通道不暢，許多人員對標準化工作的認識還不夠?？梢?，我們在電動汽車產業(yè)標準體系建設方面的工作還遠遠不夠，還需要做更進一步的努力和相關工作機制的創(chuàng)新。第一節(jié)

電機及控制器檢驗項目

電機及控制器的測試主要依據(jù)GBl8488.1-2006《電動汽車用電機及其控制器第1部分：技術條件》和GBl8488.2-2006《電動汽車用電機及其控制器第2部分：試驗方法》。其中分別規(guī)定了動力電機及控制器的工作制、工作條件、技術要求、需要檢驗的項目以及相關的試驗方法。標準從機械、電安全性能、環(huán)境試驗、電機性能以及電磁兼容等方面對產品提出了要求。機械結構方面，主要內容有控制器殼體的機械強度、水冷系統(tǒng)的耐水壓、軸的振動烈度以及系統(tǒng)的耐振動性能等。電安全性能主要包括電機定子繞組的冷態(tài)直流電阻、電機定子繞組對機殼的絕緣電阻、耐電壓、電機控制器的保護功能、安全接地的檢查以及接觸電流。環(huán)境試驗包括溫度、濕度和熱態(tài)絕緣電阻的測量，以及耐鹽霧試驗。電機的性能主要考核電機在額定負載和峰值負載下的轉速—轉矩特性及效率、電機的再生能量回饋能力、最高工作轉速和超速能力、工況運行的溫升以及噪聲的大小。1）機械結構

標準中對電機的軸振動烈度的要求引用自GBl0068-2000《軸中心高為56mm及以上電機的機械振動的測量、評定及限制》，通常是電機出廠驗收時測試的項目，主要考核電機在自由懸置狀態(tài)下空載運行時，軸的振動情況，如加速度、速度和振幅。試驗時將電機置于懸置狀態(tài)，將加速度傳感器安裝在指定位置，采用振動烈度測試儀對軸的振動參數(shù)進行監(jiān)控，依據(jù)該標準的限值要求對結果進行判定。2）電安全性能電機定子繞組的冷態(tài)直流電阻通常很小，在幾十毫歐左右，需要使用高精度的電阻測量儀，比如微歐姆表，數(shù)字電橋等。絕緣電阻在標準中涉及冷態(tài)和熱態(tài)兩種，采用絕緣電阻測試儀測量，在冷態(tài)時通常絕緣電阻值較大，甚至大于2000MΩ，在熱態(tài)時由于溫度濕度的影響，可能降到300～400MΩ。3）環(huán)境試驗此部分試驗項目主要考核的內容：①電機和控制器在-20℃低溫環(huán)境中能否正常起動和工作，以防止電動汽車在寒冷地區(qū)出現(xiàn)工作異常；②評價濕熱環(huán)境和中性鹽霧腐蝕對產品絕緣性能的影響。4）電機性能電機性能測試是電機及控制器試驗中最需要的，也是儀器設備投入最大的項目。項目需要在電機測試臺架上進行，試驗中大半的準備工作都是為了電機和臺架的匹配安裝。（1）試驗設備

目前常用的測功機主要有直流電力測功機、交流電力測功機、電渦流測功機和水力測功機。直流電力測功機由直流電機、測力計和測速發(fā)電機組合而成。直流電機的定子由獨立的軸承座支承，它可以在某一角度范圍內自由擺動。（2）CW260電渦流測功機特性曲線測試,其方法如圖12-2所示。通過安裝夾具及聯(lián)軸器將被測電機與測功機連接，適當調整使軸與軸的對中度符合試驗要求。對個別超高速電機，為防止試驗過程中因為軸振動或對中不夠精確引起軸承發(fā)熱失效或者損壞電機的情況，可以考慮在適當位置安裝振動傳感器及溫度傳感器，對試驗過程中局部情況實時監(jiān)測，一旦有異常立即停止。第二節(jié)

電動汽車測試評價電動汽車測試評價一直是電動汽車技術開發(fā)和產業(yè)化過程中的研究重點。美國、歐洲、日本等在推動本國電動汽車研發(fā)的同時，也不斷地提高電動汽車測試評價技術來推動電動汽車技術進步、示范推廣和產業(yè)發(fā)展。我國電動汽車的測試評價技術在科技部“十五”和“十一五”科技計劃的支持下，通過各參與單位的積極努力，在標準和技術規(guī)范方面取得了顯著的成績，并完成多個專項測試基地的建設。一、國外電動汽車測試評價現(xiàn)狀①美國電動汽車測試評價

美國先進車輛測試項目在美國，為了建立起電動汽車等先進車輛技術研發(fā)與產業(yè)化的橋梁，在美國能源部(DepartmentofEnergy，以下簡稱DOE)自由車輛技術項目(FreedomCARandVehicleTechnologiesProgram)的支持下。開展了先進車輛測試項目(AdvancedVehicleTestingActivity,AVTA)，旨在提供國家級綜合性公正的先進車輛技術測試評價服務，該項目是美國國內最主要的由國家主導的測試評價活動，包括進行輕型車、先進動力總成、蓄電池及充電基礎設施的測試評價，AVTA建立了電動汽車比較完整的測試評價體系與規(guī)程，包括基準測試(baselineperformanceTesting)、快速可靠性測試(acceleratedreliabilityTesting)及車隊運行測試（fleettesting）。②SAE電動車輛技術標準

美國機動工程師協(xié)會(SAE)從1990年發(fā)布第一項關于電磁輻射規(guī)定的標準以來，已發(fā)布了各類電動車輛技術標準51項，內容包括各類電動車輛的術語和安全技術要求，整車動力性、經濟性和排放電磁場強度等的試驗、測量方法，蓄電池和蓄電池模塊的各種試驗規(guī)程及對電動車輛用的高壓電纜、線束與元器件、連接件的技術要求和試驗方法，2001年成立的SAE燃料電池標準委員會，已經發(fā)布了對氫燃料的質量要求、氫燃料電池系統(tǒng)的性能試驗和回投，氫燃料加注連接裝置等方面的7個標準，隨著電動汽車技術的不斷進步及各種新型式的電動汽車(如增程式電動汽車、插電式混合動力電動汽車)的出現(xiàn)，SAE也在不斷修訂與完善其標準體系③歐洲電動汽車測試評價

歐洲從事電動汽車標準化工作的區(qū)域性組織主要有：歐洲標準化委員會(CEN)、歐洲電工標準化委員會(CENELEC)、聯(lián)合國歐施經濟委員會(ECE)等。CEN/TC3O1成立于1992年，其主要工作范圍是負責純電動汽車和混合動力汽車領域的標準化工作，主要解決這兩類車輛上路行駛所需標準問題。③歐洲電動汽車測試評價

歐洲從事電動汽車標準化工作的區(qū)域性組織主要有：歐洲標準化委員會(CEN)、歐洲電工標準化委員會(CENELEC)、聯(lián)合國歐施經濟委員會(ECE)等。CEN/TC3O1成立于1992年，其主要工作范圍是負責純電動汽車和混合動力汽車領域的標準化工作，主要解決這兩類車輛上路行駛所需標準問題。二、國內電動汽車測試評價現(xiàn)狀1)國內電動汽車測試評價技術及標準根據(jù)行業(yè)發(fā)展的需要，科技部從“十五”開始，通過電動汽車重大項目對電動汽車測試評價方法進行了持續(xù)支持，推動了我國電動汽車相關測試評價技術的進步。目前在電動汽車整車及關鍵零部件通用性、安全性、互換性、技術條件及試驗方法等標準方面，已經發(fā)布的電動汽車標準項目42項(含電動摩托車6項)，其中國家標準35項,汽車行業(yè)標準7項。(l)電動汽車測試評價技術

作為國家“十五”863計劃電動汽車重大專項重要組成部分，由中國汽車工程研究院等單位在“十五”期間承擔的“電動汽車檢測試驗技術研究”課題的“電動汽車整車運行檢測實驗研究”開展對電動汽車整車道路運行工況的研究工作，實際測量汕頭、廣州、武漢、北京、上海、重慶等典型城市的電動汽車整車道路運行工況，并制定出可用于指導電動汽車動力性、經濟性以及排放性能等研究開發(fā)和模擬試驗用的“電動汽車整車道路運行工況”，制定出以汕頭南澳島環(huán)島公路和沙石泥土路為基礎、能夠反映電動汽車在我國典型城市實際運行道路狀況的“電動汽車整車運行道路可靠性考核試驗用載荷譜、典型路段及其里程分配”。(2)動力蓄電池測試評價“十五”期間，在科技部電動汽車重大項目的支持下，我國開展了混合電動汽車、燃料電池汽車和純電動汽車用先進動力蓄電池的研制及測試評估技術的研究工作。期間科技部采取了一系列新的舉措，極大地推動了我國動力蓄電池技術及測試評估技術的快速進步，特別是在實用化方面的進步，主要集中在動力蓄電池單體電池的綜合性能和模塊的部分電性能方面。（3）驅動電機測試評價“十一五”期間，由北京理工大學承擔的課題“車用驅動電機系統(tǒng)檢測技術和快速評價方法研究”，圍繞車用驅動電機關鍵技術，進行了驅動電機系統(tǒng)故障系統(tǒng)檢測技術和快速評價方法研究”，圍繞車用驅動電機關鍵技術，進行了驅動電機系統(tǒng)故障模式和失效模式分析，可靠性、耐久性臺架試驗方法和快速評價方法研究，以及驅動電機系統(tǒng)動態(tài)特性測試及標定方法、能量回饋考核方法、噪聲測試技術、綜合性能評價方法的研究等。(4)燃料電池測試評價“十五”期間，同濟大學和清華大學就進行了燃料電池汽車及燃料電池發(fā)動機測試技術的研究，形成了“863”系列測試規(guī)范，為燃料電池汽車相關標準的制定奠定了基礎。“十一五”期間，由同濟大學承擔的”轎車用燃料電池發(fā)動機檢測技術及快速評價方法研究”和由清華大學承擔的“客車用燃料電池發(fā)動機檢測技術及快速評價方法研究”，分別進行了轎車和客車燃料電池發(fā)動機檢測技術及快速評價方法的研究。(5)電動汽車附件測試評價

“十五”“863”課題“電動汽車檢測試驗技術研究”中的“電動汽車整車運行檢測實驗研究”項目，開展對電動汽車用充電機檢測試驗技術的研究工作。研究開發(fā)可以對車載充電機，地面充電機以及感應式充電機的電氣特性進行檢測試驗，以及結合研究開發(fā)可以對車載充電機、地面充電機以及感應式充電機的電氣特性進行檢測試驗，以及結合動力蓄電池模塊檢測試驗系統(tǒng)對充電機的整體性能做出檢測試驗評價的充電機自動檢測裝置。(6)電動汽車充電裝備測試評價

在充電裝備標準制定方面，2010年1月,國家標準委員會發(fā)布了《電動汽車充電站的通用要求》；另外地方政府和各能源集團都積極開展了電動汽車充電設施的標準制定工作，如深圳、上海、江蘇等地紛紛制定了各自充電站的地方標準；2010年1月，北京市政府也出臺了北京首部電動汽車充電站標準；國家電網和南方電網根據(jù)各自實際情況制定了電動汽車充電方面的相關標準。2）我國電動汽車測試評價能力建設情況

①“863”蓄電池測試評價基地?！笆濉逼陂g，在科技部電動汽車重大項目的支持，我國開展了混合電動汽車、燃料電池汽車和純電動汽車用先進動力蓄電池的研制及測試評價技術的研究工作。

②“863”電機測試評價基地?！笆濉焙汀笆晃濉逼陂g，科技部還支持北京理工大學建成了“863”電機測試評價基地。該基地購置了電力測功機、蓄電池模擬器、環(huán)境試驗系統(tǒng)等儀器設備，進行了相應的電機測試評價技木研究，開展了多項“863”電機開發(fā)成果和行業(yè)電機的測試評價和檢測工作。

③“863”燃料電池測試評價基地。在“十五”期間“863”電動汽車重大專項實施過程中，同濟大學和清華大學分別建立了燃料電池轎車和燃料電池城市客車用燃料電池發(fā)動機的檢測基地，可以對燃料電池發(fā)動機的功率特性、效率特性、氫氣利用率等特性進行測試。

④國家授權汽車檢測機構電動汽車測試評價能力。國家汽車行業(yè)主管部門