CN107991556A - 电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统及方法，测试系统包括电磁环境模拟装置、测试平台、信号接收处理装置和监控装置；电磁环境模拟装置包括高压电池包、车载蓄电池、电机控制器和被测电机，测试平台连接被测电机；信号接收处理装置包括接收机和电压探头；监控装置包括监控计算机和光电转换模块，监控计算机通过光电转换模块连接电机控制器和高压电池包。本发明提供的测试系统实现了在加载工况下电机轴向传导发射的测量，并且加载的转速和扭矩可以实现精确的控制，模拟了整车的实际工况和复杂电磁环境，接近实际工况的在加载情况下的轴向传导骚扰信号，为电驱动系统轴向传导引起电磁兼容问题的解决提供可靠数据。

Description

电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统及方法

技术领域

本发明属于电磁兼容测试技术领域，尤其是涉及一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统及方法。

背景技术

电驱动动力系统主要包括电机控制器和电动机两大部分。如今电机控制器均采用PWM变频控制技术，PWM变频控制技术具有其特有的优势，但其带来的电磁兼容问题也是不可避免的。电驱动系统已成为新能源汽车电磁兼容的主要问题点。

国内甚至国际电动汽车电磁兼容方面主要以系统的辐射发射以及低压控制线和直流母线出的传导发射为测试目标。随着PWM变频技术在电机驱动系统中的应用以及电机制造工艺的限制，电动机造成的电磁兼容问题也逐渐被人们所重视，主要原因在于PWM驱动电机系统中存在高频共模电压，高频共模电压会在电机转轴上感应出较高的轴上干扰电压(轴电压)并通过对地回路形成干扰电流(轴电流)，此干扰电流通过逆变器—电缆—电机寄生电容—电机轴/电机地线—系统地线—主电源—整流器—逆变器的途径进行传播，这个过程会造成电磁辐射问题以及由传导引起的电气回路中其他设备的电磁兼容问题。现在电机轴上电压、电流引起的电磁兼容问题越来越受到汽车电磁兼容领域的关注，但又缺少相应的科学测试评价方法和规范。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统，以准确模拟整车的实际工况和复杂的电磁环境。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统，包括电磁环境模拟装置、测试平台、信号接收处理装置和监控装置；

所述电磁环境模拟装置包括高压电池包、车载蓄电池、电机控制器和被测电机，所述高压电池包连接电机控制器，为电机控制器提供高压直流电，所述电机控制器连接被测电机，所述车载蓄电池连接高压电池包和电机控制器，为高压电池包和电机控制器提供低压控制电；

所述测试平台连接被测电机，用于对电机的功率进行控制；

所述信号接收处理装置包括接收机和电压探头，所述电压探头的一端连接被测电机，另一端通过同轴电缆连接接收机；

所述监控装置包括监控计算机和光电转换模块，所述监控计算机通过光电转换模块连接电机控制器和高压电池包。

进一步的，所述测试平台带有测功机。

进一步的，所述被测电机与测功机通过联轴器进行连接。

进一步的，所述高压电池包通过高压供电线束与电机控制器连接。

相对于现有技术，本发明所述的一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统具有以下优势：本发明提供的测试系统实现了在加载工况下电机轴向传导发射的测量，并且加载的转速和扭矩可以实现精确的控制，模拟了整车的实际工况和复杂电磁环境，接近实际工况的在加载情况下的轴向传导骚扰信号，为电驱动系统轴向传导引起电磁兼容问题的解决提供可靠数据。

本发明的另一目的在于提出一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试方法，以实现对电机轴向造成的电磁兼容问题进行定量分析，并且加载的转速和扭矩可以实现精确的控制，准确模拟整车的实际工况和复杂的电磁环境。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

利用上述电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统进行测试的方法，具体包括如下步骤：

(1)安装电磁环境模拟装置，包括将设置在暗室内的高压电池包通过高压供电线束与电机控制器连接；利用车载蓄电池为高压电池包和电机控制器提供低压控制电；将被测电机通过联轴器与测功机进行连接，并做好定位；将电机控制器与被测电机连接；将高压电池包与电机控制器的控制线通过光电转换模块连接到监控计算机上；

(2)车载蓄电池正常为高压电池包与电机控制器提供低压电，控制高压电池包为电机控制器提供高压直流电；

(3)利用带有测功机的测试平台控制电机的转速、扭矩；

(4)利用电压探头和接收机获得被测电机的电机轴向的电磁干扰；

(5)利用监控装置接收电机控制器和高压电池包发送的数据，从而监控整个模拟系统的运行状态。

本发明所述的一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试方法与上述一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统具有相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统的示意图。

附图标记说明：

1-被测电机，2-电机控制器，3-测试平台，4-电压探头，5-屏蔽装置，6-线束，7-低压供电线束，8-高压供电线束，9-高压电池包，10-车载蓄电池，11-信号传输用同轴电缆，12-接收机，13-监控计算机，14-光电转换模块，15-光纤。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明提供了一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统，包括电磁环境模拟装置、带有测功机的测试平台、信号接收处理装置和监控装置。

所述电磁环境模拟装置由高压电池包9、车载蓄电池10、电机控制器2和被测电机1组成。其关系为高压电池包9为电机控制器2提供高压直流电，由电机控制器2控制被测电机1，由车载蓄电池10为高压电池包9和电机控制器2提供低压控制电。

所述带有测功机的测试平台是指能够在暗室内部为被测电机1提供带载功能的集成化测试平台(如bluebox平台)，其可实现在对电机的功率进行准确控制的同时其自身的电磁干扰性满足要求。其特点在于被测电机1可以直接与负载连接，与实车连接方式一致。电磁环境模拟装置中的被测电机1与带有测功机的测试平台上的测功机通过联轴器进行连接。

所述信号接收处理装置包括12和电压探头4等主要设备。由电压探头4通过信号传输用同轴电缆11与接收机12相连，被测电机1轴向的电磁信号被电压探头4和接收机12接收处理后输出试验数据。

所述监控装置是将光电转换模块14与监控计算机13相连，高压电池包9和电机控制器2的控制信号通过光电转换模块14进行光电隔离后与监控计算机13连接。

在测试过程中，将被测电机1安装在带有测功机的测试平台3上、电机控制器2被测电机1进行连接，通过测试平台3模拟被测电机1实际运行时的转速和扭矩，来对电驱动系统进行加载测试。试验中的其他布置还包括：高压电池包9、车载蓄电池10及相应的高压供电线束8、低压供电线束7，屏蔽外界电磁干扰的屏蔽装置5，以及测量电机轴向传导发射水平的电压探头4及接收机12。试验过程中被测电驱动系统的状态在屏蔽装置5外实时监控，保证试验安全。

将被测电机1通过转接盘、联轴器与测试平台3上测功机连接，将电机控制器2与被测电机1间的三相线与旋变线使用整车使用的线束6进行连接，电机控制器2的高压供电线与低压供电线、信号线束固定于低介电常数的50mm厚支撑材料上，支撑材料置于良好接地的接地平面上，低压供电线与信号线布置在一起，与高压供电线间隔150mm。信号线通过光电转换模块14接收的信号进行光电转换并通过光纤15将信号传至屏蔽装置5外的监控计算机13。

测试方法步骤为：

(1)安装电磁环境模拟装置，包括将设置在暗室内的高压电池包9通过高压供电线束8与电机控制器2连接；利用车载蓄电池10为高压电池包9和电机控制器2提供低压控制电；将被测电机1安装在带有测功机的测试平台上，即被测电机1通过联轴器与测功机进行连接，并做好定位；将电机控制器2与被测电机1正确连接，将高压电池板9与电机控制器2的控制线通过光电转换模块14连接到监控计算机13上；

(2)车载蓄电池10正常为高压电池包9与电机控制器2提供低压电，控制高压电池包9为电机控制器2提供高压直流电；

(3)利用带有测功机的测试平台控制电机的转速、扭矩；

(4)利用信号接收处理装置即电压探头4和接收机获得被测电机1的电机轴向的电磁干扰。

(5)利用监控装置接收电机控制器2和高压电池包9发送的数据，从而监控整个模拟系统的运行状态。

本发明选取了带有测功机的测试平台，该平台的特点是将被测电机1与负载直接相连，而不是将电机通过绝缘轴连接到屏蔽室外的测功机，模拟整车实际情况中电机与减速器等负载直接连接的情况。其次，由于电机轴电压产生的原因在于复杂的回路以及工艺的限制，利用高压电池包9和车载蓄电池10供电就更加接近整车实际环境。故本发明的优势在于其构建了一个整车电磁环境的模拟系统，更好的模拟了整车复杂的电磁环境，同时，对电机的转速、扭矩等进行精确地控制，模拟了实车加载情况下的电磁兼容测试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统，其特征在于：包括电磁环境模拟装置、测试平台、信号接收处理装置和监控装置；

所述电磁环境模拟装置包括高压电池包、车载蓄电池、电机控制器和被测电机，所述高压电池包连接电机控制器，为电机控制器提供高压直流电，所述电机控制器连接被测电机，所述车载蓄电池连接高压电池包和电机控制器，为高压电池包和电机控制器提供低压控制电；

所述测试平台连接被测电机，用于对电机的功率进行控制；

所述信号接收处理装置包括接收机和电压探头，所述电压探头的一端连接被测电机，另一端通过同轴电缆连接接收机；

所述监控装置包括监控计算机和光电转换模块，所述监控计算机通过光电转换模块连接电机控制器和高压电池包。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统，其特征在于：所述测试平台带有测功机。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统，其特征在于：所述被测电机与测功机通过联轴器进行连接。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统，其特征在于：所述高压电池包通过高压供电线束与电机控制器连接。

5.利用上述电动汽车的电驱动系统电机轴向传导发射测试系统进行测试的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(1)安装电磁环境模拟装置，包括将设置在暗室内的高压电池包通过高压供电线束与电机控制器连接；利用车载蓄电池为高压电池包和电机控制器提供低压控制电；将被测电机通过联轴器与测功机进行连接，并做好定位；将电机控制器与被测电机连接；将高压电池包与电机控制器的控制线通过光电转换模块连接到监控计算机上；

(2)车载蓄电池正常为高压电池包与电机控制器提供低压电，控制高压电池包为电机控制器提供高压直流电；

(3)利用带有测功机的测试平台控制电机的转速、扭矩；

(4)利用电压探头和接收机获得被测电机的电机轴向的电磁干扰；

(5)利用监控装置接收电机控制器和高压电池包发送的数据，从而监控整个模拟系统的运行状态。