NEV传动系统测试再获新进展

当前交通运输市场对混合动力和电动汽车技术的兴趣激增，为了获得这些产品所承诺的效率优势和绿色环保特性，在设计和制造过程中，专门适用于混合动力车和电动车的传动系统和部件测试非常重要。

混合动力和电动传动系统有几个特点，使它们的测试与仅对内燃（IC）系统进行的标准测试截然不同。混合动力和电动系统使用再生制动，通常需要增加交流逆变器技术，变速器通常也更为复杂。

这些车辆通常还有几个模块控制单元（MCU），本质上是小型车载计算机，用于控制发动机、变速箱和充电系统等主要子系统的功能。为了正确测试这些组件，测试系统需要能够通过高速车载网络与其中一个或多个单元进行通信。新技术可确保进行适当的测试，并实现混合动力汽车和电动汽车所承诺的能效优势。

混合动力/纯电汽车传动系统测试类型

混合动力或纯电传动系统测试在车辆开发的几个阶段进行，每个阶段都有重要作用。

工程测试 - 准确的测量至关重要，这样设计工程师才能从设计中挖掘每一点效率。大多数车辆使用由逆变器驱动的三相交流电机，因此需要复杂的功率分析仪来正确测量含有大量谐波的三相交流电。这些测试系统往往相当复杂，通常也是最精密的，有许多元素需要测试和协调。

比如，过程测试和下线测试。下线测试通常用于验证生产过程中是否存在缺陷，以及组件是否符合规范要求。典型的测试包括操作验证、快速性能测试以及严格的测试，以验证高压电气系统是否正确隔离，从而确保在车辆中使用的安全性。

此外，还可以进行过程测试，对产线上的部分组件进行测试。这样可以提高生产效率，并大大降低缺陷部件进入成品阶段的几率。

再比如质量控制测试，质量控制（QC）测试通常是对一定比例的部件进行测试，以验证其性能是否在规定的范围内，并且相对没有缺陷。例如，一家叉车公司可能会对一批进口电机进行质量控制测试。SAKOR使用质量控制测试来验证供应商的这批货的性能是否符合规定，以及在应用现场是否会出现高故障率。这类测试系统通常不太复杂，因为它不必像工程系统测试那样测量那么多条目，也不必达到那么高的精确度。

电气系统测试

传统的内燃机测试通常测量转速、扭矩以及一些温度、压力和流体参数，通常不需要对速度和扭矩进行非常精确的控制，因此用于标准内燃机测试的测功机（如水闸和涡流测功机）无法满足混合动力或电动动力系统所需的精度要求，也无法测试能量再生（发动机）的运行模式。

新能源测试系统应符合“既要、又要、还要”的理念，必须具备传统系统的所有功能，同时还要能测试大功率再生电力驱动、高压电池和充电系统，以及与任意数量的智能控制模块进行通信。

对于许多大型混合动力/电力传动系统来说，使用更高电压、更高效率的驱动系统是大势所趋。从传统的12/24伏直流电系统到使用240伏交流电的系统，通常只需要八分之一或更少的电流就能提供相同的功率。这不仅效率更高，而且只需更小/更轻的布线和更小的组件来传输能量。这就是为什么目前许多设计的工作电压为800伏甚至更高，从而使车辆的效率更好。

混合动力车和电动车使用四象限电机/变频器技术，这意味着电机可以控制任一方向的速度或扭矩：电机可以向前或向后加速、运行和减速。要模拟/测试混合动力车或电动车的所有运行模式，必须要有一台能够在任一方向上驱动或加载的四象限发动机测功机，而标准测功机无法测试系统在再生模式下的制动过程。

创建高效交流供电系统通常需要使用基于变频器的三相技术，以精确控制系统中的电动马达。这些系统往往非常高效，但也会在电力输出中产生大量谐波失真。因此除了测功机之外，混合动力/电动汽车测试系统通常还包括一台三相功率分析仪，该装置专门用于测量存在大量谐波失真的大功率电气值。

为了满足对能够全面测试混合动力和电动汽车驱动系统的需求，SAKOR开发了HybriDyne，这是一种综合测试系统，用于确定混合动力传动系统各方面的性能、效率和耐用性，涵盖电动辅助（并联式混合动力）、柴油电动（串联式混合动力）和纯电动汽车系统。

HybriDyne集成了SAKOR DynoLab 动力总成和电机数据采集与控制系统的组件，与一台或多台 AccuDyne交流整车测功机、单台或多台精密功率分析仪配合使用。模块化设计的HybriDyne可通过单个系统测试单个机械和/或电气组件、集成子组件和完整的动力传动系统。

高压电池模拟和测试

高压电池和充电系统是混合动力车或电动车的关键部件，要准确测试高压混合动力或电动传动系统，测试系统必须提供精确、可重复的高压直流电源。由于电池性能会因充电状态、环境条件和使用年限的不同随时间发生变化，因此通常不能为混合动力/电动汽车测试系统的直流组件进行供电。标准的成品电源无法匹配工作，因为其无法吸收再生系统的电能，吸收了就可能损毁。

SAKOR还开发了固态电池模拟器/测试系统，专门用于测试高压混合动力汽车电池，并在电力传动系统环境中模拟这些电池。该系统的核心是一个高效的线性再生直流电源。再生模式下，吸收的电能又回溯至交流电源，而不是像上一代测试系统那样作为废热耗散掉。这种方法大大提高了功率效率，并显著降低了总体运营成本。

将固态电池模拟器/测试仪与DynoLab相结合，可精确模拟高压电池在实际条件下的反应。由于其不受充电状态变化的影响，因此能提供可重复的结果。同样的设备在作为电池测试仪使用时，电池的充/放电曲线与实际车辆在实际道路上行驶时的充/放电曲线相同。

使用交流测功机和再生直流电源的优点之一是，当两者结合在一起时，一个装置吸收的电能可以再循环到测试系统中的另一个装置。这大大降低了从交流电源汲取的电能，降幅高达85%至90%，从而显著降低了总运行成本，而且低维护要求也有助于降低运行成本。

与控制模块通信

与各个MCU的通信是混合动力或电动汽车测试系统必须具备的另一项功能。过去发动机主要由节气门和点火装置控制，现在发动机带一个发动机控制单元（ECU），车辆可能有一个单独的MCU来控制电力驱动，还可能有单独的单元来控制变速箱和/或充电系统。

这些单元之间通常通过CAN、LIN、FlexRay等高速车载网络通信命令和/或数据，要正确测试这种复杂的动力传动系统配置，测试系统必须能够同时有效地与这些控制单元进行通信。

汽车、重型设备、军事和航空航天业对混合动力车和电动车改善环境性能的前景充满期待，为了实现这一目标，必须采用符合这些技术需求的传动系统测试程序。