航裕电源：新能源汽车电动机及控制器测试

近年来，纯电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车成为了世界汽车市场发展的热潮。纯电动汽车尤其是新能源汽车的主要路线，其主要部件：动力电池、电动机及控制器等，得到了快速发展。新能源汽车具有双象限工作模式、动力电池供电、高动力需求等特点，所以电动机及控制器的测试方法与普通电机相比有较大区别。

航裕电源致力于提供新能源行业的测试解决方案，设计HY-LV123系列新能源汽车高压纹波测试电源，直击新能源汽车高压部件系统测试标准——LV123、VW80303、 VW80300、ISO21498-2。HY-LV123系列新能源汽车高压纹波测试电源直流输出功率单机最大500kW，在新能源汽车电动机及控制器测试中，展现了极大的优势。

一、 新能源汽车系统结构

        纯电动汽车中由动力电池提供高压直流电，经控制器驱动电机产生动力。

图1 纯电动汽车系统示意图

      插电式混动汽车则增大了动力电池的容量，并配置了车载充电机。

图2 混合动力汽车系统示意图

二、测试要求

        新能源汽车用电机及控制器的测试标准遵循国标《GB-T18488 电动汽车用电机及其控制器》。

● 试验项目：一般性能、环境试验、温升试验、电机转矩特性及效率、再生能量回馈特性等测试。

● 主要试验内容：空载试验、负载效率试验、最高工作转速、超速试验、电机控制器保护试验、堵转试验、电机温度、电机温升、过载能力试验等。

        目前常见的电机测试系统有两种：

1、测功机系统；系统包括前段供电测试直流电源（电池模拟器），测功机，变频器，测试所需仪器仪表等。

2、电机对拖测试系统；系统包括前段供电测试直流电源（电池模拟器），陪测电机电控，测试所需仪器仪表等。测试装置中电机控制器电源部分可采用双象限直流电源或直流电源加直流负载的形式。

        航裕电源新能源汽车测试解决方案优势如下：

1、HY-LV123系列新能源汽车高压纹波测试电源拥有高可靠性和稳定性及转换效率，在产品稳定性及可靠性方面有着明显优势。

2、电源应具有较高的输出精度，HY-LV123系列新能源汽车高压纹波测试电源最大电压精度达0.05%+30mV，可以轻松满足测试系统的精度要求。

3、电源输出具有快速的动态响应特性（瞬时加载，瞬时减载，充放电转换等），航裕电源HY-BP系列汽车电子测试高速电源，最小电压上升时间小于1μs，可以满足各种工况要求。

4、HY-BP系列汽车电子测试高速电源具有双象限特性，能够吸收电机反馈的电能，双象限无缝切换功能，有效避免电压或电流过冲。

图4 电机对拖测试系统示意图

HY-LV123系列新能源汽车高压纹波测试电源

单机最大功率达 500kW

输出电压最高1500V

输出电流最大500A 

纹波频率最大150kHz

是新能源汽车电动机及控制器测试的最佳选择

四、HY -LV123系列新能源汽车高压纹波测试电源 VW80300 VW80303 LV123测试项目

1、EHV-08 产生的高压电压纹波

目的 

■ 此测试的目的是验证 HV 组件产生的 HV 电压纹波是否在规定的限制范围内，并且其  HV 功能状态不会因这种自产生的 HV 纹波而改变。

测试 

■ 测试叠加在DC高压电源电压和DC高压电源电流上的纹波含量。 

■ 必须使用第4.7.2节中的测试设置类型2。 

■ 所有测量信号被馈送到具有快速傅立叶变换(FFT)功能的频谱分析仪或示波器，并被评估。 

■ 在测试之前，必须为每个 HV 工作电压确定可能的工作和负载情况中的最坏情况。然后 必须使用此场景执行测试。 

1、低负载时振荡振荡引起的电压纹波，例如。额定负载的5%至10%时； 

2、激活快速控制算法时的电压纹波，例如，为了抑制引起的抖动 通过传动系统中的机 械振动；

3、从停止或低速开始最大加速时的电压纹波；

4、占空比/PWM 控制加热器的低温运行。 

■ 测试在以下 HV 组件功率水平下进行:

1、之前确定的最坏情况；

2、驱动系统以额定速度的 5% 至 10% 怠速运转

3、25% 

4、50% 

5、75% 

6、100% 

■ 对于每次测量运行，必须以图表的形式生成高压电压和电流纹波的频谱幅度分布。在此 图中，最大振幅和至少 以下10个最大值，具有相应的频率和幅度，必须标记为特征频率。这些特征频率必须列在一个表中，该表还指定了所有相关参数。 

■ 如果 DUT 在没有高压储能设备的情况下运行，则必须另外针对该运行情况运行整个测 试，并相应调整参数。要求 

■ HV 电压和电流纹波在表 31 中指定的限制范围内必须保持功能状态 A。 

■ 偏离此要求，功能状态 B 适用于最坏的情况。由于 DUT 本身产生的纹波，功能状态不 会发生变化。

450-VDC电力系统 实测图

900-VDC电力系统 实测图

2、EHV-09 系统高压电压纹波

目的 

■ 必须验证 HV 组件在承受 HV 系统中产生的 HV 电压纹波时的稳健性。

测试 

■ 具有可变幅度和频率的交流电压叠加在 DUT 的直流高压电源电压上。

■ 必须按照图 24 中的图表使用和扩展第 4.7.2 节中的测试设置类型 2。示波器用于监测注入的交流电压。测试参数在表32中规定。 

测试用例1 

■ 在测试案例 1 中，DUT 上叠加的交流电压的幅度设置为表 32 中指定的值，并在必要时 重新调整。 

■ 在测试过程中，有必要注意测试装置和 DUT 之间的共振现象。DUT 中高压电压和高压 电流的纹波含量的所有峰值和下降必须与相应的频率一起记录。

测试用例2

■ 在测试案例 2 中，DUT 上叠加的交流电压幅度设置为表 32 中指定的 1 kHz 值。在此之 后，所需的频率范围将在不改变注入幅度的情况下运行。在此过程中，放大器仅用于校 正用于注入目的的变压器的幅频响应。 

■ 在测试过程中，有必要注意测试装置和 DUT 之间的共振现象。DUT 中高压电压纹波含 量的所有峰值和下降必须与相应的频率一起记录。 

■ 注 4：如果测试案例 1 显示在 1 kHz 处存在共振点，则将振幅设置为 500Hz 至 1kHz 之 间的频率，在该频率处没有共振点。

DPV    ：用于高压电压测量的差分探头

ADC    : 数据采集卡

TR       : 耦合器

HY-KP : 宽频电源

450-VDC电力系统 实测图

900-VDC电力系统 实测图

3、EHV-01在常规高压工作电压范围内运行

实测图

4、EHV-02在高压过压范围内运行

实测图

5、EHV-03 在高压欠压范围内运行

实测图

6、EHV-05 产生的高压电压波动

实测图

7、EHV-06 系统高压电压动态

实测图

8、 EHV-13 高压使用寿命（附录）

目的 

■ 由于现有 HV 电压纹波和 HV 电压动态特性，HV 组件会受到影响所需使用寿命的负载。 

■ 此测试在代表整个车辆使用寿命期间的负载的组件上使用加速负载

测试 

■ 除了测试 L-02，“高温耐久性使用寿命测试”，在 VW 80000 中，以下适用：必须使用 第 4.7.2 节中的测试设置类型 2，并按照图表 24 进行扩展。 

■ 1 个周期 = 计算的总数 测试时间/50 

■ 必须按照表 37 中的参数进行测试。 

■ 在每个周期中，DUT 必须经受的 HV 电压纹波必须设置为表 38。 

■ 对于每个 HV 电压纹波，频率按图 31 均匀分布。

表 38 – 高压电压纹波和频率分布

A：450-VDC电力系统 

B：900-VDC 电力系统 

C: 1/50 ( - 10 分钟) 的总测试时间 (Arrhenius 模型) 

D: 1 周期

DC450V包络线 实测图

DC900V包络线 实测图

航裕电源始终坚持“专、精、特”的产品定位并瞄准“进口替代”的市场需求的基础上，提出“差异化进口替代”和“精品制造”的发展战略。

航裕电源追求卓越，目标成为国际一流电源企业。十年来，服务国家战略，致力于中国测试电源技术的创新发展，积极探寻国内中高端电源需求，不断提高电源技术研发和应用水平，为客户提供更精准、便捷、智能的测试解决方案。