新能源汽车动力系统试验解析-驱动电机系统&动力电池系统

近几年，我国新能源汽车产业进入了加速发展的阶段，其零部件关键技术如驱动电机技术、动力电池技术等已经处于世界前列，相关测试标准和法规也不断完善。

新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”，包括电机，电池，电控，其中，纯电动汽车（Battery Electric Vehicles，BEV）采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。

驱动电机系统高度集成化，功率密度性能显著提升，成本大幅降低。依据GB/T 18488.2-2015《电动汽车用驱动电机系统 第2部分:试验方法》进行驱动电机系统试验，包括一般性试验、温升试验、输入输出特性试验、安全性试验、环境适应性试验和可靠性试验等。

动力电池系统的能量密度由80W·h/kg提升至180W·h/kg以上。依据GB/T 31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》、GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池电性能要求及试验方法》和GB 38031-2020《电动汽车用力蓄电池安全要求》进行动力电池系统试验，包括电性能试验、寿命试验和安全试验等。

1、驱动电机系统试验

测试标准：GB/T 18488.2-2015《电动汽车用驱动电机系统 第2部分:试验方法》

驱动电机系统是纯电动汽车重要的能量转换单元，是电动汽车三大核心系统之一，是车辆行驶的主要驱动系统，是实现电力驱动的关键。其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器(MCU)构成，通过高低压线束、冷却管路与整车其他系统连接。

电动汽车驱动系统结构

我国车企目前普遍采用三相交流永磁同步电机，由控制器将动力电池直流电逆变成交流电供其输入，具有体积小、效率高、寿命长的优势。

根据GB/T 18488.2-2015，驱动电机系统试验分为6大类27小项，其中，输入输出特性试验测定的功率、转矩、转速等参数，直接响整车加速性能、爬坡能力、最高车速和能耗等性能。

（1）试验台架

驱动电机系统的转矩-转速特性试验主要在驱动电机测试台架上开展，是测试驱动电机系统在不同转速、不同转矩下的工作特性是否满足产品技术文件的规定，典型的驱动电机系统试验台架主要由测功机、动力直流电源、电功率分析仪和冷却系统等组成，通过上位机控制各系统运行，同时监控并测量转速、转矩、电流、电压等参数。

（2）试验项目

依据GB/T 18488-20XX《电动汽车用驱动电机系统》公开征求意见稿，整理驱动电机试验项目如下。

来源：汽车法规视界

2、动力电池系统试验

动力电池系统是新能源汽车的能量存储单元，电动汽车动力电池系统主要包括动力电池储能系统、动力电池管理系统和动力电池充电系统三大部分。动力电池是新能源汽车的核心，为整车提供驱动车辆行驶的电能。

本文以锂离子动力电池系统为例，系统介绍电性能、寿命以及安全三个方面的动力电池系统试验方法。

动力电池包结构

（1）电性能试验

动力电池系统试验包括容量、能量试验、功率试验等。一般使用动力电池系统充放电设备实现动力电池系统的充放电，大型高低温交变湿热试验箱可进行动力电池系统耐候性试验。动力电池系统电性能试验主要包括容量试验、能量试验以及功率试验。

动力电池系统充放电设备：既可充当电源实现动力电池系统的充电，也可充当负载实现动力电池系统的放电。控制电池管理系统吸合动力电池管理系统内部继电器，充放电设备即可按照设定程序通过控制回路电流或端电压等方式，实现动力电池系统的充电与放电。

动力电池充放电测试系统

高低温交变湿热试验箱：按照要求进行温度与湿度工况自动调节，提供动力电池系统试验的环境条件，确保动力电池系统温湿度在试验要求范围内，且兼顾阻燃防爆的作用。

（2）寿命试验

动力电池系统的寿命受多方面因素影响，丰罗包括环境温湿度、充电方式、驾驶员操纵习惯和使用频率等。开展动力电池系统循环寿命试验，通过连续的充放电循环，记录电池系统的放电容量及电能的衰减，可模拟整车实际工作过程容量、能量衰减引起续驶里程的减少。

（3）安全性试验

近年来，随着纯电动汽车市场规模的不断扩大，也暴露出诸多安全问题，较其他部件而言，动力电池系统风险较高，开展动力电池系统安全性试验尤为重要。

GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》规定的动力电池系统安全性试测试项目共16项，包括：振动、机械冲击、模拟碰撞、挤压、湿热循环、浸水、外部火烧、热扩散、温度冲击、盐雾、高海拔、过电流保护、过温保护、短路保护、过充电保护、过放电保护。

电池震动测试系统（来源：上汽通用）

总结：在快速发展的世界汽车工业大环境下，环境与能源问题的日益突出，加之新能源汽车具有绿色节能环保的特性，其发展受到国内外的高度重视。新能源汽车作为未来汽车发展的重要方向，协同智能化、网联化发展，正逐步促进我国汽车产业的转型升级。为了能够更加高效的研究新能源汽车的三大模块(电机，电池及其控制器)，建立一套安全稳定可靠的测试系统极为重要，在新能源汽车动力系统研发的中前期为研发提供所需要的试验数据，缩短新能源汽车的开发时间。