電動(dòng)汽車電機(jī)控制與驅(qū)動(dòng)技術(shù)課件-項(xiàng)目十二-電動(dòng)汽車電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目一電動(dòng)汽車控制與驅(qū)動(dòng)技術(shù)項(xiàng)目二直流電機(jī)類型及其控制技術(shù)項(xiàng)目三交流電機(jī)類型及其控制技術(shù)項(xiàng)目四永磁同步電動(dòng)機(jī)類型及其控制技術(shù)項(xiàng)目五開關(guān)磁阻電機(jī)類型及其控制技術(shù)項(xiàng)目六續(xù)流增磁電機(jī)類型及其控制技術(shù)項(xiàng)目七電動(dòng)汽車能量系統(tǒng)的電源變換裝置項(xiàng)目八輪轂電機(jī)類型及其控制技術(shù)項(xiàng)目九電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)項(xiàng)目十電動(dòng)汽車再生制動(dòng)控制技術(shù)項(xiàng)目十一電動(dòng)汽車電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試項(xiàng)目十二電動(dòng)汽車電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)汽車電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)項(xiàng)目十二電動(dòng)汽車電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)`我國(guó)從“八五”開始，正式把電動(dòng)汽車列入國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目。2001年，中國(guó)啟動(dòng)了具有重要戰(zhàn)略意義的“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)，涉及的電動(dòng)汽車包括3類：純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車，并以這3類電動(dòng)汽車為“三縱”，多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、電機(jī)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(jīng)過20多年的發(fā)展，我國(guó)的電動(dòng)汽車技術(shù)已初步成形，且有40多款自主品牌的新能源汽車進(jìn)入國(guó)家汽車新產(chǎn)品公告，很多地方已開始多種車型的示范運(yùn)行。電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方面的問題依然存在（1）產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)相對(duì)滯后，不能很好地引領(lǐng)和指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)一致發(fā)展，在減少浪費(fèi)和重復(fù)建設(shè)等方面起的作用還很有限。（2）相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化力量薄弱，技術(shù)積累未能及時(shí)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)，已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)中許多未得到有效的實(shí)施。（3）電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理工作還不夠規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)的宣貫、實(shí)施過程中的監(jiān)管和跟蹤反饋等工作有待加強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)化組織及其相關(guān)運(yùn)作模式亟待創(chuàng)新。（4）信息服務(wù)體系不夠健全，信息交流通道不暢，許多人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化工作的認(rèn)識(shí)還不夠?？梢?，我們?cè)陔妱?dòng)汽車產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方面的工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要做更進(jìn)一步的努力和相關(guān)工作機(jī)制的創(chuàng)新。第一節(jié)

電機(jī)及控制器檢驗(yàn)項(xiàng)目

電機(jī)及控制器的測(cè)試主要依據(jù)GBl8488.1-2006《電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器第1部分：技術(shù)條件》和GBl8488.2-2006《電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器第2部分：試驗(yàn)方法》。其中分別規(guī)定了動(dòng)力電機(jī)及控制器的工作制、工作條件、技術(shù)要求、需要檢驗(yàn)的項(xiàng)目以及相關(guān)的試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)從機(jī)械、電安全性能、環(huán)境試驗(yàn)、電機(jī)性能以及電磁兼容等方面對(duì)產(chǎn)品提出了要求。機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，主要內(nèi)容有控制器殼體的機(jī)械強(qiáng)度、水冷系統(tǒng)的耐水壓、軸的振動(dòng)烈度以及系統(tǒng)的耐振動(dòng)性能等。電安全性能主要包括電機(jī)定子繞組的冷態(tài)直流電阻、電機(jī)定子繞組對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻、耐電壓、電機(jī)控制器的保護(hù)功能、安全接地的檢查以及接觸電流。環(huán)境試驗(yàn)包括溫度、濕度和熱態(tài)絕緣電阻的測(cè)量，以及耐鹽霧試驗(yàn)。電機(jī)的性能主要考核電機(jī)在額定負(fù)載和峰值負(fù)載下的轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩特性及效率、電機(jī)的再生能量回饋能力、最高工作轉(zhuǎn)速和超速能力、工況運(yùn)行的溫升以及噪聲的大小。1）機(jī)械結(jié)構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電機(jī)的軸振動(dòng)烈度的要求引用自GBl0068-2000《軸中心高為56mm及以上電機(jī)的機(jī)械振動(dòng)的測(cè)量、評(píng)定及限制》，通常是電機(jī)出廠驗(yàn)收時(shí)測(cè)試的項(xiàng)目，主要考核電機(jī)在自由懸置狀態(tài)下空載運(yùn)行時(shí)，軸的振動(dòng)情況，如加速度、速度和振幅。試驗(yàn)時(shí)將電機(jī)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(dòng)烈度測(cè)試儀對(duì)軸的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的限值要求對(duì)結(jié)果進(jìn)行判定。2）電安全性能電機(jī)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(cè)量?jī)x，比如微歐姆表，數(shù)字電橋等。絕緣電阻在標(biāo)準(zhǔn)中涉及冷態(tài)和熱態(tài)兩種，采用絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)量，在冷態(tài)時(shí)通常絕緣電阻值較大，甚至大于2000MΩ，在熱態(tài)時(shí)由于溫度濕度的影響，可能降到300～400MΩ。3）環(huán)境試驗(yàn)此部分試驗(yàn)項(xiàng)目主要考核的內(nèi)容：①電機(jī)和控制器在-20℃低溫環(huán)境中能否正常起動(dòng)和工作，以防止電動(dòng)汽車在寒冷地區(qū)出現(xiàn)工作異常；②評(píng)價(jià)濕熱環(huán)境和中性鹽霧腐蝕對(duì)產(chǎn)品絕緣性能的影響。4）電機(jī)性能電機(jī)性能測(cè)試是電機(jī)及控制器試驗(yàn)中最需要的，也是儀器設(shè)備投入最大的項(xiàng)目。項(xiàng)目需要在電機(jī)測(cè)試臺(tái)架上進(jìn)行，試驗(yàn)中大半的準(zhǔn)備工作都是為了電機(jī)和臺(tái)架的匹配安裝。（1）試驗(yàn)設(shè)備

目前常用的測(cè)功機(jī)主要有直流電力測(cè)功機(jī)、交流電力測(cè)功機(jī)、電渦流測(cè)功機(jī)和水力測(cè)功機(jī)。直流電力測(cè)功機(jī)由直流電機(jī)、測(cè)力計(jì)和測(cè)速發(fā)電機(jī)組合而成。直流電機(jī)的定子由獨(dú)立的軸承座支承，它可以在某一角度范圍內(nèi)自由擺動(dòng)。（2）CW260電渦流測(cè)功機(jī)特性曲線測(cè)試,其方法如圖12-2所示。通過安裝夾具及聯(lián)軸器將被測(cè)電機(jī)與測(cè)功機(jī)連接，適當(dāng)調(diào)整使軸與軸的對(duì)中度符合試驗(yàn)要求。對(duì)個(gè)別超高速電機(jī)，為防止試驗(yàn)過程中因?yàn)檩S振動(dòng)或?qū)χ胁粔蚓_引起軸承發(fā)熱失效或者損壞電機(jī)的情況，可以考慮在適當(dāng)位置安裝振動(dòng)傳感器及溫度傳感器，對(duì)試驗(yàn)過程中局部情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦有異常立即停止。第二節(jié)

電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)一直是電動(dòng)汽車技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化過程中的研究重點(diǎn)。美國(guó)、歐洲、日本等在推動(dòng)本國(guó)電動(dòng)汽車研發(fā)的同時(shí)，也不斷地提高電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)來推動(dòng)電動(dòng)汽車技術(shù)進(jìn)步、示范推廣和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國(guó)電動(dòng)汽車的測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)在科技部“十五”和“十一五”科技計(jì)劃的支持下，通過各參與單位的積極努力，在標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范方面取得了顯著的成績(jī)，并完成多個(gè)專項(xiàng)測(cè)試基地的建設(shè)。一、國(guó)外電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)現(xiàn)狀①美國(guó)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)

美國(guó)先進(jìn)車輛測(cè)試項(xiàng)目在美國(guó)，為了建立起電動(dòng)汽車等先進(jìn)車輛技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的橋梁，在美國(guó)能源部(DepartmentofEnergy，以下簡(jiǎn)稱DOE)自由車輛技術(shù)項(xiàng)目(FreedomCARandVehicleTechnologiesProgram)的支持下。開展了先進(jìn)車輛測(cè)試項(xiàng)目(AdvancedVehicleTestingActivity,AVTA)，旨在提供國(guó)家級(jí)綜合性公正的先進(jìn)車輛技術(shù)測(cè)試評(píng)價(jià)服務(wù)，該項(xiàng)目是美國(guó)國(guó)內(nèi)最主要的由國(guó)家主導(dǎo)的測(cè)試評(píng)價(jià)活動(dòng)，包括進(jìn)行輕型車、先進(jìn)動(dòng)力總成、蓄電池及充電基礎(chǔ)設(shè)施的測(cè)試評(píng)價(jià)，AVTA建立了電動(dòng)汽車比較完整的測(cè)試評(píng)價(jià)體系與規(guī)程，包括基準(zhǔn)測(cè)試(baselineperformanceTesting)、快速可靠性測(cè)試(acceleratedreliabilityTesting)及車隊(duì)運(yùn)行測(cè)試（fleettesting）。②SAE電動(dòng)車輛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)機(jī)動(dòng)工程師協(xié)會(huì)(SAE)從1990年發(fā)布第一項(xiàng)關(guān)于電磁輻射規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以來，已發(fā)布了各類電動(dòng)車輛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)51項(xiàng)，內(nèi)容包括各類電動(dòng)車輛的術(shù)語和安全技術(shù)要求，整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放電磁場(chǎng)強(qiáng)度等的試驗(yàn)、測(cè)量方法，蓄電池和蓄電池模塊的各種試驗(yàn)規(guī)程及對(duì)電動(dòng)車輛用的高壓電纜、線束與元器件、連接件的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，2001年成立的SAE燃料電池標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，已經(jīng)發(fā)布了對(duì)氫燃料的質(zhì)量要求、氫燃料電池系統(tǒng)的性能試驗(yàn)和回投，氫燃料加注連接裝置等方面的7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步及各種新型式的電動(dòng)汽車(如增程式電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車)的出現(xiàn)，SAE也在不斷修訂與完善其標(biāo)準(zhǔn)體系③歐洲電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)

歐洲從事電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作的區(qū)域性組織主要有：歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN)、歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CENELEC)、聯(lián)合國(guó)歐施經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(ECE)等。CEN/TC3O1成立于1992年，其主要工作范圍是負(fù)責(zé)純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作，主要解決這兩類車輛上路行駛所需標(biāo)準(zhǔn)問題。③歐洲電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)

歐洲從事電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作的區(qū)域性組織主要有：歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN)、歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CENELEC)、聯(lián)合國(guó)歐施經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(ECE)等。CEN/TC3O1成立于1992年，其主要工作范圍是負(fù)責(zé)純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作，主要解決這兩類車輛上路行駛所需標(biāo)準(zhǔn)問題。二、國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)現(xiàn)狀1)國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)行業(yè)發(fā)展的需要，科技部從“十五”開始，通過電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目對(duì)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了持續(xù)支持，推動(dòng)了我國(guó)電動(dòng)汽車相關(guān)測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)的進(jìn)步。目前在電動(dòng)汽車整車及關(guān)鍵零部件通用性、安全性、互換性、技術(shù)條件及試驗(yàn)方法等標(biāo)準(zhǔn)方面，已經(jīng)發(fā)布的電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目42項(xiàng)(含電動(dòng)摩托車6項(xiàng))，其中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)35項(xiàng),汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)。(l)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)

作為國(guó)家“十五”863計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)重要組成部分，由中國(guó)汽車工程研究院等單位在“十五”期間承擔(dān)的“電動(dòng)汽車檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)研究”課題的“電動(dòng)汽車整車運(yùn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究”開展對(duì)電動(dòng)汽車整車道路運(yùn)行工況的研究工作，實(shí)際測(cè)量汕頭、廣州、武漢、北京、上海、重慶等典型城市的電動(dòng)汽車整車道路運(yùn)行工況，并制定出可用于指導(dǎo)電動(dòng)汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放性能等研究開發(fā)和模擬試驗(yàn)用的“電動(dòng)汽車整車道路運(yùn)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(chǔ)、能夠反映電動(dòng)汽車在我國(guó)典型城市實(shí)際運(yùn)行道路狀況的“電動(dòng)汽車整車運(yùn)行道路可靠性考核試驗(yàn)用載荷譜、典型路段及其里程分配”。(2)動(dòng)力蓄電池測(cè)試評(píng)價(jià)“十五”期間，在科技部電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目的支持下，我國(guó)開展了混合電動(dòng)汽車、燃料電池汽車和純電動(dòng)汽車用先進(jìn)動(dòng)力蓄電池的研制及測(cè)試評(píng)估技術(shù)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(dòng)了我國(guó)動(dòng)力蓄電池技術(shù)及測(cè)試評(píng)估技術(shù)的快速進(jìn)步，特別是在實(shí)用化方面的進(jìn)步，主要集中在動(dòng)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(qū)動(dòng)電機(jī)測(cè)試評(píng)價(jià)“十一五”期間，由北京理工大學(xué)承擔(dān)的課題“車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)和快速評(píng)價(jià)方法研究”，圍繞車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)故障系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)和快速評(píng)價(jià)方法研究”，圍繞車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)故障模式和失效模式分析，可靠性、耐久性臺(tái)架試驗(yàn)方法和快速評(píng)價(jià)方法研究，以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試及標(biāo)定方法、能量回饋考核方法、噪聲測(cè)試技術(shù)、綜合性能評(píng)價(jià)方法的研究等。(4)燃料電池測(cè)試評(píng)價(jià)“十五”期間，同濟(jì)大學(xué)和清華大學(xué)就進(jìn)行了燃料電池汽車及燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)的研究，形成了“863”系列測(cè)試規(guī)范，為燃料電池汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定奠定了基礎(chǔ)?！笆晃濉逼陂g，由同濟(jì)大學(xué)承擔(dān)的”轎車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)技術(shù)及快速評(píng)價(jià)方法研究”和由清華大學(xué)承擔(dān)的“客車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)技術(shù)及快速評(píng)價(jià)方法研究”，分別進(jìn)行了轎車和客車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)技術(shù)及快速評(píng)價(jià)方法的研究。(5)電動(dòng)汽車附件測(cè)試評(píng)價(jià)

“十五”“863”課題“電動(dòng)汽車檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)研究”中的“電動(dòng)汽車整車運(yùn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究”項(xiàng)目，開展對(duì)電動(dòng)汽車用充電機(jī)檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)的研究工作。研究開發(fā)可以對(duì)車載充電機(jī)，地面充電機(jī)以及感應(yīng)式充電機(jī)的電氣特性進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，以及結(jié)合研究開發(fā)可以對(duì)車載充電機(jī)、地面充電機(jī)以及感應(yīng)式充電機(jī)的電氣特性進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，以及結(jié)合動(dòng)力蓄電池模塊檢測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)充電機(jī)的整體性能做出檢測(cè)試驗(yàn)評(píng)價(jià)的充電機(jī)自動(dòng)檢測(cè)裝置。(6)電動(dòng)汽車充電裝備測(cè)試評(píng)價(jià)

在充電裝備標(biāo)準(zhǔn)制定方面，2010年1月,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)發(fā)布了《電動(dòng)汽車充電站的通用要求》；另外地方政府和各能源集團(tuán)都積極開展了電動(dòng)汽車充電設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)；2010年1月，北京市政府也出臺(tái)了北京首部電動(dòng)汽車充電站標(biāo)準(zhǔn)；國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)根據(jù)各自實(shí)際情況制定了電動(dòng)汽車充電方面的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2）我國(guó)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)能力建設(shè)情況

①“863”蓄電池測(cè)試評(píng)價(jià)基地?！笆濉逼陂g，在科技部電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目的支持，我國(guó)開展了混合電動(dòng)汽車、燃料電池汽車和純電動(dòng)汽車用先進(jìn)動(dòng)力蓄電池的研制及測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)的研究工作。

②“863”電機(jī)測(cè)試評(píng)價(jià)基地?！笆濉焙汀笆晃濉逼陂g，科技部還支持北京理工大學(xué)建成了“863”電機(jī)測(cè)試評(píng)價(jià)基地。該基地購(gòu)置了電力測(cè)功機(jī)、蓄電池模擬器、環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)等儀器設(shè)備，進(jìn)行了相應(yīng)的電機(jī)測(cè)試評(píng)價(jià)技木研究，開展了多項(xiàng)“863”電機(jī)開發(fā)成果和行業(yè)電機(jī)的測(cè)試評(píng)價(jià)和檢測(cè)工作。

③“863”燃料電池測(cè)試評(píng)價(jià)基地。在“十五”期間“863”電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)實(shí)施過程中，同濟(jì)大學(xué)和清華大學(xué)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(dòng)機(jī)的檢測(cè)基地，可以對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的功率特性、效率特性、氫氣利用率等特性進(jìn)行測(cè)試。

④國(guó)家授權(quán)汽車檢測(cè)機(jī)構(gòu)電動(dòng)汽車測(cè)試評(píng)價(jià)能力。國(guó)家汽車行業(yè)主管部門