為了降低汽車的能耗,汽車廠商必須相應(yīng)發(fā)展新的汽車節(jié)能技術(shù),特別是新能源汽車技術(shù),增加新能源汽車的生產(chǎn)比重。新能源汽車包含純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車和混合動(dòng)力汽車3個(gè)主要產(chǎn)品類型,根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和原理還存在很多細(xì)分類型。但究其原理,不同新能源汽車相比傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車的區(qū)別都是動(dòng)力系統(tǒng)和能量儲(chǔ)存介質(zhì)的變化。動(dòng)力部分就是將電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介入或者取代原有的內(nèi)燃機(jī)方案,而能量儲(chǔ)存介質(zhì)的設(shè)計(jì)主要是增加了動(dòng)力電池和燃料電池兩種可選方式。電驅(qū)系統(tǒng)作為新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)的核心部件,國家質(zhì)檢總局已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器》( GB/T 18488.1—2006) 。電機(jī)及控制器構(gòu)成的電驅(qū)系統(tǒng)不僅對(duì)整車的純電動(dòng)續(xù)航里程數(shù)有著重要影響,而且關(guān)系到混動(dòng)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的問題。
電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電機(jī)和電機(jī)控制器組成。電機(jī)控制器也可以稱為電力電子控制器( Power Electronic Unit,PEU) 。關(guān)于混合動(dòng)力汽車的能耗檢測方法就需要將電能和燃油消耗量之間做一個(gè)等效的換算,這個(gè)等效換算對(duì)于電驅(qū)系統(tǒng)能耗評(píng)價(jià)也是非常有意義的。電驅(qū)部分的工作效率對(duì)于其能耗指標(biāo)來講非常重要,常規(guī)的電機(jī)產(chǎn)品會(huì)標(biāo)定額定效率值。在新能源汽車中,電機(jī)部件需要經(jīng)受各種工況的檢驗(yàn),其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的工作范圍非常寬廣,因此僅采用額定效率是不能全面反映電驅(qū)系統(tǒng)的能耗情況。
因?yàn)檫m用于新源汽車的電機(jī)和PEU 的種類非常多,單一 臺(tái)架無法滿足所有種類的單個(gè)電機(jī)和單個(gè)PEU 的測試。另一方面,對(duì)電機(jī)和PEU分別進(jìn)行單獨(dú)測試也是無法反映整個(gè)電驅(qū)系統(tǒng)的性能,電驅(qū)系統(tǒng)測試臺(tái)架是將電機(jī)和PEU 作為一個(gè)整體進(jìn)行檢測。電驅(qū)系統(tǒng)的輸入一般是直流電源和來自ECU( electronic control unit) 的總線指令信號(hào),其中ECU 的信號(hào)采用半實(shí)物仿真設(shè)備模擬; 電驅(qū)系統(tǒng)輸出是電機(jī)輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)矩。按照這個(gè)思路設(shè)計(jì)測試臺(tái)架,輸入電源可以采用可控直流電源,也可以采用更先進(jìn)的電池模擬器。
考慮到能量回收工況的測試要求電機(jī)測試臺(tái)架中電機(jī)負(fù)載一般不采用磁滯制動(dòng)器、電渦流制動(dòng)等能量消耗的方案,而采用基于負(fù)載電機(jī)的測試方案,這種方案可以大大減小測試能耗,并且可以方便進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)電試驗(yàn)和再生制動(dòng)試驗(yàn)。