一電動汽車概述
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,私家車的數(shù)量越來越多,雖然汽車給我們帶來了極大的方便,但是其附加帶來的問題就是環(huán)境污染,每天汽車排放的大量尾氣,基本上是我們生活的城市中空氣污染的主要來源。由于空氣的質(zhì)量直接影響著人們的身體健康,因此人們對自己所生活環(huán)境的空氣質(zhì)量關注度越來越高,極希望能有一種既可以為人們帶來方便,又不對健康產(chǎn)生危害的汽車。于是帶來了新興的電動汽車行業(yè),由于電動汽車是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機械能,通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置,真正做到零尾氣排放,對環(huán)境不會產(chǎn)生任何影響,最符合國家的“節(jié)能減排”要求,必將成為今后汽車行業(yè)發(fā)展的趨勢。
二汽車電機試驗項目及特點
在電動汽車的所有組件中,汽車電機是電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的核心部件,其性能直接影響到汽車整體的可靠性。因此,汽車電機綜合性能測試試驗是汽車電機生產(chǎn)和開發(fā)中必不可少的環(huán)節(jié)。一般要求能在模擬工況下完成汽車電機的如下試驗項目:
1、 電機三相電阻,耐壓試驗;
2、 空載轉(zhuǎn)速,空載電流;
3、 功率扭矩試驗;
4、 電機溫度場、溫升試驗;
5、 效率試驗;
6、 堵轉(zhuǎn)試驗;
7、 過載能力試驗;
8、 再生能量回饋試驗;
9、 最高工作轉(zhuǎn)速、超速試驗;
10、 耐久性試驗;
同時要求在試驗過程中精確測量被測電機的輸入電壓、電流、功率,精確測量被測電機的輸出電壓、電流、功率,精確測量被測電機的效率,轉(zhuǎn)速、扭矩。測試范圍涵蓋電機轉(zhuǎn)速從0——13000r/min時間段內(nèi)連續(xù)檢測,繪制出電壓、轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、效率、溫度等與電流的關系曲線,并打印出試驗報表,得出結(jié)論。
由于其測試特點是:測試項目多,測試時間短,測量范圍寬、起動電流大、轉(zhuǎn)速高,因此對測試設備的適應范圍、采樣頻率、響應時間等性能提出了極高的要求。
三電動汽車試驗依據(jù)標準
GB755-2008 《旋轉(zhuǎn)電機基本技術要求》
GBT 18488.1-2015 《電動汽車用電機及其控制器試驗方法 技術條件》
GBT 18488.2-2015 《電動汽車用電機及其控制器試驗方法 試驗方法》
GB1032-2012 《三相異步電機試驗方法》
GB/T1029-2005 《三相同步電機試驗方法》
四電動汽車試驗方案
以100kW電動汽車電機試驗為例,由于其測試的特殊性,普通的測量系統(tǒng)很難滿足其全部要求。
WP4000變頻功率分析儀是湖南銀河電氣有限公司研制的一款高精度、寬頻帶測量儀器,這款儀器以其寬頻帶、寬相位、寬幅值測量范圍、全局精度標稱方式、高采樣率、多參量同步測量等特點,受到目前眾多使用者的推崇,完全滿足電動汽車電機試驗中的各種測試要求。
那么WP4000變頻功率分析儀是如何做到的呢?首先,WP4000變頻功率分析儀采用前端數(shù)字化技術,由數(shù)字量輸出的變頻電量變送器和數(shù)字量輸入的二次儀表構成,兩者通過光纖連接。前端數(shù)字化與光纖傳輸完全避免了復雜電磁環(huán)境下傳輸環(huán)節(jié)本身的衰減和干擾,同時截斷了傳感器的最重要的干擾傳播途徑,增強了傳感器和系統(tǒng)的電磁兼容性能。其次,它是目前國內(nèi)外唯一一款標稱全局精度指標的變頻功率分析儀。WP4000變頻功率分析儀采用變壓器、變頻器等各種變流器及電機試驗需要的幅值、頻率、相位范圍內(nèi)實測最低準確度指標作為標稱準確度指標,全面滿足相關產(chǎn)品檢試驗的國家標準要求。第三,首創(chuàng)大儀器技術——15kV高電壓、7kA大電流直接測量。WP4000變頻功率分析儀根據(jù)電壓、電流的量程從1mV~15kV,100uA~7000A,變頻電量變送器有100多種規(guī)格型號可供選擇,對于高壓、大電流測量,既可采用低電壓、小電流的DT系列數(shù)字變送器與外部傳感器配套使用,也可直接采用高電壓、大電流的SP系列變頻功率傳感器直接測量,減少中間環(huán)節(jié),提高系統(tǒng)測量準確度。最后,多機同步實現(xiàn)任意相電機的準確測量每臺WP4000變頻功率分析儀可配置1~6個功率單元(變頻電量變送器),對于更多功率單元的測試項目,可采用多臺分析儀級聯(lián),在同步光纖的控制下,實現(xiàn)多臺分析儀之間的準確同步測量,如:單臺分析儀可構建一臺六相電機試驗臺,單臺分析儀可構建三個測點(二瓦計法)的雙饋風力發(fā)電機試驗臺,三臺分析儀可構建的15相新型感應電機試驗臺。
試驗方案原理示意圖如下所示:
WP4000變頻功率分析儀應用于汽車電機試驗
如圖所示,電動汽車電池組為整個系統(tǒng)提供直流電源,直流進入電機控制器逆變成三相交流電給汽車電機供電,汽車電機帶動軸承旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)電動汽車的移動,電機控制器接收電機轉(zhuǎn)速等信號反饋到儀表,當發(fā)生制動或者加速行為時,控制器控制變頻器頻率的升降,從而達到加速或者減速的目的。SP1變頻功率傳感器測量電池組的電壓、電流、功率等電量參數(shù),SP2測量電機控制器逆變輸出的電量參數(shù),扭矩傳感器測量汽車電機的軸功率,SP1和SP2組成的測試系統(tǒng)用來測量電機控制器的效率,SP2與軸功率測試系統(tǒng)用來測量汽車電機的效率。