新能源电动汽车传统试验系统分析

段敏

摘  要：我国环境和能源问题不断加剧，人们更多关注和注重新能源电动汽车，同时国家相继出台电动汽车优惠补偿政策，促进更多汽车厂家加大电动汽车的开发。电动汽车和传统内燃机汽车相比，电力驱动和控制系统形成了电动汽车的核心，通过电动机动力有效代替传统内燃机动力。新能源是目前汽车技术发展的一个主要方向，每年不断增加新能源电动汽车产量，进而对新能源汽车传动系统的实验分析需求日益增加。

关键词：新能源;电动汽车;传统试验系统

新时代发展背景下，人们生活条件、生活理念等多个方面发生较大转变，改善生活质量，对汽车的需求量不断增加，进一步促进汽车行业的迅速发展。汽车的普及应用逐渐促进人类社会经济和现代文明迅速发展，同时产生严重的能源问题和自然生态环境问题，节能和环保是汽车技术发展的主题之一，需要人们加大研究力度，更加满足现代人们的实际需求。

1新能源电动汽车传统试验系统研究意义

新能源汽车面对日益严重的能源和环境问题，提出了一种解决的可能，成为世界上技术发展的一个热门方向。当前，新能源汽车的技术路线差异主要展现在能力供给上，包含氢燃料和锂电池两种技术路线。

氢燃料电池汽车主要运行原理是氢原料和空气中的氧结合，最后形成水，借助该化学变化将氢动力转化成电力，同时用于驱动，属于电动汽车的一种变化。氢能源呈现出燃料添加快、续航时间长等多种优势，同时氢燃料电池汽车具有明显缺点[1]。如：氢加注站工程技术难度较大，网点难以实现;呈现出较高成本，氢的制备和储运，或者氢动力汽车的制造，相比较于商业应用门限较高;安全问题，氢气属于易燃易爆气体，在加注站或者汽车上，氢都是进行高压存储，容易受到多方面因素的影响，产生一定的安全性问题。

锂电池属于目前发展的主要方向，主要包含三元锂、磷酸铁锂，前者能够在低温性能和单位电池的电容量上体现出优势，能力密度能够实现179Wh/kg，价格降低到了1.3元/Wh，呈现出良好的商业应用价值。国内外的部分厂家致力于锂电新能源汽车技术发展，如比亚迪、蔚来汽车等。锂电新能源汽车属于目前新能源汽车行业的主要发展方向。

2系统主要类型

2.1单电机传动系统

市场上大部分纯电动汽车的传动系统属于单电机传动系统，配置和内燃机汽车结构存在一定的相似性，一般情况下需要一个电动机、电源、变速器和控制器有效完成整个工作，呈现出一定的安全稳定性，操作便捷。但是，该系统对功率具有较高要求，设计过程中需要综合考量电机尺寸和质量。单电机传动系统的制造技术相对比较成熟，随着时代不断进步和发展，新能源汽车技术更加符合社会发展要求，全面提高汽车整体性能，满足人们应用需求，进一步推进社会发展。

2.2主电机、轮毂电机传动系统

该系统和单电机传动系统相比较，结构设计更加繁杂，主要包含2个轮毂电机、1个电机控制器、变速箱和主减速器构成。该系统控制的新能源汽车主电机时期顺利形式的关键，主电机能够无限为新能源汽车提供功率。汽车进行超负荷运行的情况下，轮毂电机能够有效保护主电机，避免主电机受到损坏。该系统主要以前轴哪位主要驱动力，轮毂电机属于辅助驱动力，有效保证功率的稳定性，同时能够在恶劣环境下具有良好的适应性，有效解决轮毂电机的散热问题。

2.3双电机双轴驱动纯电汽车驱动系统

电机双轴驱动纯电汽车驱动系统属于一种新型驱动，主要工作原理是应用电机结合的形式有效组合前桥和后桥，包含电动机、减速器和驱动桥三部分，这些部分的轴之间关系密切，在很大程度上能够有效维护驱动系统运行的安全稳定性。另外，该系统中的两台发动机能够有效保证车辆承载更多符合，全面提升工作质量和效率。双轴驱动设计能够有效提升汽车性能，进一步保证汽车运行过程中出现再生制动，进而有效减少电动汽车制动距离的作用，全面提高汽车能量收回率。

3试验分析

专用的电气试验系统能够在整车装备之前有效获得电气传动系统的性能和特征。试验系统需要有效模拟实际的运行工况，试验电气传动部分。针对电气传动系统而言，电池系统是能力供给装置，同时电池充放电过程比较缓慢，对试验效率产生直接影响。因此，电池系统通常情况下不被归纳到试验范围之中，驱动器和电机组成的子系统，主要输入直流电压和电流，输出的是转速和转矩[2]。试验系统能够有效提供对应的接口，实现模拟试验的需求。试验系统和系统投资、工作质量及效率具有直接关系。因此，我们要分析和探讨优越的新能源电机试验系统，主要包含电气和机械部分、软件，提供相适应的试验解决方案。

3.1方案

被试验系统主要包含驱动器和被试验电机，在驱动器输入侧配置有直流电量测量，同时测量输入的直流电压和电流，是系统的输入功率计算点。电机机械轴端妹纸相应的转速转矩仪，能够有效测量系统输出的转速和转矩，属于系统的输出功率计算点，通常情况下，驱动器和电机之间增加交流电量测量，同时测量电机输入侧的交流电压和电流，经过该点的功率计算，进而有效获得两个单体设备的实际功率。

3.2机械部分分析

新能源电机的转速和普通电机相比较高，通常情况下最高转速一万两千转，由于是电机转速达到了一万八千转，甚至达到两万转，在这么高的转速下，更加凸显出机械部分设计的重要性。试验系统的机械部分主要包含底座、旋转轴系、安装工件，这三部分有机结合能够有效组成一套机械测试台架，呈现出良好的安全稳定性，旋转轴系是试验系统的主要部分，主要包含被试电机、陪试电机和转速转矩仪三部分。电机在高速旋转的情况下，充分展现出轴系安全稳定性的重要作用。轴系不稳定的条件下，造成试验不能顺利进行，甚至对设备产生一定程度的损坏。另外，试验系统完整的进行3D建模设计和模态分析機械工装设计，经历多个实物版本演变升级之后，形成一套可靠的机械方案。同时，设计人员在实际工作中按照电机试验的实际需求，全面考虑了更换测试电机的便捷性，系统该综合考虑了过渡工装连接方式，有利于不同类型的电机测试安装（如图1所示）。

3.3电气部分分析

试验系统相比较于被试系统来说，需要提供直流电源和机械负载。试验系统框架（如图2所示），被广泛应用，选定一个整流器，将电网的交流电有效转换成直流电源，为驱动器供电。设计人员要综合考虑迅速响应性和能力回收工况的实际要求，通常情况下整流器需要综合考量应用全可控器构建成的四象限有源前端。陪试变频器需要呈现出良好的四象限运行能力，和车上布置相比来说，试验系统对空间要求相对不高，综合考虑综合成本，陪试电机通常选择异步机。

常规的试验系统在加载过程中，回馈能量的交互点在交流侧，需要两个全功率的四象限整流设备设施。试验系统应用共直流母线方案，主要是在加载测试过程中，能量在直流母线侧循环，整流器仅仅需要对系统的损耗进行补充即可[3]。满功率负载时整流器的容量有效减少到了20%，大大降低了试验系统投资。试验系统方案中增加了一台DC/DC直流电源，能够有效匹配不同驱动器的电压等级。AFE整流器的最低输出电压受到交流进线值的限制，为了更加适应不同驱动器，进线电压需要保持较低，但是为了更加符合功率需求，整流器电流需要进行适当的加大，进而导致整流器的非标制造，同时在很大程度上增加设备成本。该直流电源的增设，更好的解决了电压匹配的问题，促进整流器和陪试变频器能够有效应用标准产品。另外，该直流电源的基础上，能够有效定制电流模拟功能，更加全面、真实的模拟实际运行工况。

3.4软件部分分析

新能源电动汽车试验过程繁杂多样，试验系统的信息自动化程序对系统性能、工作效率产生直接影响。试验系统采样全自主开发的测试软件系统，有效控制设备，全过程试验自动控制，试验数据采集，进行有机整合，全面提高试验质量和效率。被试系统需要在多种不同运行工况下开展效率云图测试，通常是在直流供电电压不同的条件下，同时在不同转速转矩点，提高测试系统的效率。一般情况下，一套专用的试验系统试验下来，需要试验上万个工作点，当应用人工方式进行试验时，消耗大量的人力和时间，同时容易受到试验人员自身专业知识和技术水平等多种因素的影响，出现漏点漏记的现象。另外，部分特殊工作点进行试验过程中，对温度具有较高要求，需要保证温度变化较小，采用人工方式不能有效满足试验的实际要求[4]。试验系统充分考虑该需求，设置相应的参数之后，系统能够自动高效的完成整个试验过程。测试系统包含DBC文件配置功能，能够更加便利的接入不同厂家的驱动器进行测试，有效提高系统试验的适用性。

4新能源汽车混合动力优化探析

新能源汽车按照动力来源可以分成混合动力电动汽车，主要结合传统燃料和电力，高效改善传统电动车损耗油量较多的问题;纯电动汽车，主要凭借电力为汽车提供驱动力，普遍应用电机驱动，部分汽车是在发动机舱中安装电动机，操作灵活便捷，但是电力储存技术需要不断改进和完善。燃料电池电动汽车主要借助电流产生动力，电流经过特殊化学反应之后，能够有效发挥控制汽车驱动的作用。该种汽车的优势以电力为主，实现尾气零排放量，不会形成较大噪声污染，对自然生态环境损坏较低。

4.1串联式混合动力系统

该系统主要以发动机为驱动，借助电动机控制器将产生的电能有效储存在电动机中或者电池中，进一步保证电动车运行的安全稳定性。蓄电池能够为发电机、电动机不间断供能，同时能够有效平衡功率。该系统更加符合多次停车之后起步，同时行驶速度较慢的情况，在电动公交车中被广泛应用。该系统在实际工作运行中，不断优化发电机系统，促进其始终保持优良的运行状态，进而能够间接地合理调节车速。

4.2并联式混合动力系统

该系统的发电机和电动机主要以并联形式存在，属于两个不同的体系，能够分别从不同位置为新能源汽车提供运行动力，同时可以单方面提供动力[5]。汽车运行过程中，遇到较大上坡的情况时，发电机、发动机能够同时为汽车提供充足的动力，当汽车爬坡结束之后，可以通过发动机进行单方面的为汽车提供动力，有效保持汽车原速度行驶。汽车行驶过程中，保持速度稳定不变的情况下，该系统发电机的利用效率较高，在快速车道行驶过程中，能够有效管控燃油的损耗。

4.3混联式混合动力系统

该系统有效结合串联、并联式混合动力系統，高效综合了两个系统的特点和优点，更好的整合优化发电机和电动机，同时不断改进和完善其结构，促进其在实际工作中保持良好的稳定状态，获得良好的节能环保效果。

结束语：

人们对新能源电动汽车加大研究和应用力度，但是针对试验系统发展的研究需要进一步完善。本文提出新式的新能源电动汽车试验系统，能够有效减少试验投资，提高工作质量和效率。

参考文献：

[1]米阳， 伦雪莹， 孟凡斌，等.基于无模型算法和电动汽车辅助调节的新能源电力系统频率协调控制[J].电力系统保护与控制， 2021， 49（24）：8-8.

[2]陶文勇.新能源电动汽车高压安全系统分析及优化方案[J].电子产品世界， 2020， 27（6）：3-3.

[3]陈清， 罗华， 彭天玲.新能源电动汽车传动试验系统[J].防爆电机， 2019， 54（5）：3-3.

[4]钱若愚.新能源电动汽车高压系统断电测试的教学设计[J].汽车维护与修理， 2020（24）：3-3.