[發明專利]一種電動汽車用驅動電機與控制器標定系統及標定方法

在審

• 申請號: 201710624082.0
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107272662A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 張奇;李珂;張承慧;崔納新
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 董雪

技術領域

本發明涉及一種電動汽車用驅動電機與控制器標定系統及標定方法。

背景技術

電動汽車因節能環保已經成為未來汽車發展的必然趨勢。與傳統的燃油汽車不同，電動汽車的動力系統主要是動力電池供能下的電機驅動系統。電機驅動系統主要包括驅動電機與控制器(包含電機逆變器部分)，電機驅動系統的性能直接影響整車的動力性、經濟性和舒適性等，因此驅動電機與控制器的性能測試和標定在整個電動汽車系統開發中占據重要的地位。

電機效率MAP圖(又叫等高線圖、云圖)是電機測試時生成的一種數據曲線圖，主要是反映在不同轉速、扭矩下的電機效率分布情況。以前國外電機制造商對電機MAP測試比較多，進口電機的數據手冊里基本都會附上測試的電機效率MAP圖。電動汽車在中國大力推廣之前，國內驅動電機制造商很少給出電機的MAP圖，而由于要用電力測功機把驅動電機在各個轉速、扭矩下的效率點都測出來，電動汽車整車廠商或企業測試就比較麻煩。目前，電動汽車驅動電機與控制器的匹配測試或標定過程所需的測試儀器和設備較多，測試數據存儲在不同的計算機或軟件平臺下，并不是在同一個軟硬件系統平臺下完成的，由于數據傳輸速率和傳輸延遲、電磁干擾等因素的影響，不僅難以保證測試數據時間一致性差而導致的測量誤差，而且不同設備的測試數據需經各自保存，再導出人工處理，包括統一數據格式、運算、作圖等，處理過程繁瑣，花費時間較長。實際上，除了電機MAP圖，電機控制器(電機驅動器)的效率MAP，尤其是整個驅動電機及控制器的系統效率MAP，同樣是電機制造商、電動汽車整車廠商或企業重點關注的。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述難題，提供了一種電動汽車用驅動電機與控制器標定系統及標定方法，該標定系統集成了交流測功機、測功機控制柜、臺架監控系統、功率分析儀、水冷循環系統和電池模擬器等，并將所有的測試數據通過CAN、TCP/IP等不同的通訊方式傳輸到統一的監控系統軟件下處理；標定系統具有方案切實可行，使用方便，功能齊全的特點；測定方法具有優化測試流程，縮短標定周期的特點，能夠提高標定測試臺架的綜合利用率。

為實現上述目的，本發明的具體方案如下：

一種電動汽車用驅動電機與控制器標定系統，包括：交流測功機、測功機控制柜、臺架監控系統、功率分析儀、水冷循環系統和電池模擬器等；

所述交流測功機與被標定的驅動電機同軸連接，驅動電機通過動力線與被標定的電機控制器相連，電機控制器通過直流母線與電池模擬器連接；所述水冷循環系統通過冷卻管道與驅動電機和電機控制器分別相連，所述功率分析儀與電機控制器連接；

所述臺架監控系統與功率分析儀、水冷循環系統、測功機控制柜和電池模擬器分別連接；所述臺架監控系統接收功率分析儀采集到的電機電壓、電流信號以及水冷循環系統采集到的冷卻液的出液溫度、回液溫度、制冷溫度、出液壓力、回液壓力、出液流量參數，根據接收到的參數信息向測功機控制柜發出控制指令，控制交流測功機的輸出轉速和扭矩，同時監控整個臺架系統的運行。

進一步地，所述測功機控制柜接收臺架監控系統的控制信號，控制交流測功機的轉速和扭矩。

進一步地，所述交流測功機通過依次連接的扭矩法蘭、傳動軸以及適配器與被標定驅動電機同軸連接，利用扭矩法蘭測量被標定驅動電機的扭矩和轉速，并將測量信號傳輸給功率分析儀。

進一步地，通過CAN通訊將被標定的電機控制器的輸入輸出電壓、輸入輸出電流、電機轉速及轉向、電機轉矩、電機和控制器溫度參數，上傳至臺架監控系統。

進一步地，所述電池模擬器通過加載電池模型，根據電機負載情況模擬實際電池的電壓、電流的外特性輸出。

進一步地，被標定的電機控制器具有預充電電路，電機控制器的供電電源并聯蓄電池供電。

進一步地，所述驅動電機和交流測功機分別固定于電機底座和測功機底座上，且電機底座與測功機底座固定于特定的支撐平臺上；所述交流測功機與驅動電機之間配有金屬防護罩。

一種電動汽車用驅動電機與控制器標定系統的標定方法，包括以下步驟：

(1)系統初始化，設定標定所需的水冷系統冷卻液溫度和出液流量參數，設定電池模擬器、交流測功機和被標定驅動電機的基本參數和安全保護限值；

(2)分別定義驅動電機在電動模式和發電模式下的效率，包括：驅動電機效率，電機控制器效率和電機系統總效率；

(3)根據驅動電機所需標定的轉速和轉矩范圍、標定精度和測試時間限制要求，設計標定時轉速和轉矩的給定步長；