一電動汽車概述
隨著社會經濟的發展,私家車的數量越來越多,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。由于空氣的質量直接影響著人們的身體健康,因此人們對自己所生活環境的空氣質量關注度越來越高,極希望能有一種既可以為人們帶來方便,又不對健康產生危害的汽車。于是帶來了新興的電動汽車行業,由于電動汽車是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置,真正做到零尾氣排放,對環境不會產生任何影響,最符合國家的“節能減排”要求,必將成為今后汽車行業發展的趨勢。
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動系統的核心部件,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和開發中必不可少的環節。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、 堵轉試驗;
7、 過載能力試驗;
8、 再生能量回饋試驗;
9、 最高工作轉速、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,轉速、扭矩。測試范圍涵蓋電機轉速從0——13000r/min時間段內連續檢測,繪制出電壓、轉速、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標準
GB755-2008 《旋轉電機基本技術要求》
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字化技術,由數字量輸出的變頻電量變送器和數字量輸入的二次儀表構成,兩者通過光纖連接。前端數字化與光纖傳輸完全避免了復雜電磁環境下傳輸環節本身的衰減和干擾,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的電磁兼容性能。其次,它是目前國內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,全面滿足相關產品檢試驗的國家標準要求。第三,首創大儀器技術——15kV高電壓、7kA大電流直接測量。WP4000變頻功率分析儀根據電壓、電流的量程從1mV~15kV,100uA~7000A,變頻電量變送器有100多種規格型號可供選擇,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,減少中間環節,提高系統測量準確度。最后,多機同步實現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,在同步光纖的控制下,實現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實現電動汽車的移動,電機控制器接收電機轉速等信號反饋到儀表,當發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,SP2測量電機控制器逆變輸出的電量參數,扭矩傳感器測量汽車電機的軸功率,SP1和SP2組成的測試系統用來測量電機控制器的效率,SP2與軸功率測試系統用來測量汽車電機的效率。