本文以150 kW水冷电机系统为被测电机系统在搭建的电机试验台架进行了转矩-转速特性、控制精度、响应时间、效率特性试验。

　　表2 被测电机技术参数性能参数电机类型额定功率额定转矩额度转速系统最高效率技术指标永磁同步115 kW 550 N·m 1 800 r/min 91%性能参数工作电压范围峰值功率峰值转矩最高转速冷却方式技术指标420V～740 V 150kW 1 000 N·m 4 500 r/min水冷

　　电动汽车具有零排放、能量转换效率高等优点，已成为世界汽车技术发展的主流，其产业化进程飞速发展；同时，电动汽车相关的法律法规及整车性能对零部件技术要求日益提高，对汽车动力总成的性能测试要求也越来越严格。电动汽车车用驱动电机系统作为电动汽车动力总成的关键零部件之一，其性能参数、控制精度和可靠性直接影响整车的动力性、经济性和舒适性，台架试验不仅能够实时精确测量电机系统的性能参数，而且能够对其控制参数进行在线]；基于AVL台架，试验过程能够实现整车道路循环测试工况的模拟，从而缩短其开发测试周期、降低开发测试风险与成本；因此，实现车用电机系统的台架试验研究的必要性日益凸显。

　　测功机操控系统EMCON主要通过其操作面板P400实现对测功机的启停控制、控制模式选择、测试过程参数控制等功能。自动控制系统PUMA Open采用图形化软件配置搭载于PUMA控制柜，PUMA Open软件具备整车、驾驶员、道路模拟功能，可实现道路工况的模拟与工况自动运行；PUMA控制柜与电力测功机控制柜PCS、测功机操控系统EMCON、数据采集模块F-FEM、电机温控系统E553之间可实现动态数据的实时交互与记录。

　　AVL电力测功机与被测电机系统之间通过联轴器物理相连以实现转速与转矩的实时同步。电力测功机系统一方面模拟被测电机系统的负载测试被测电机的电驱动性能，另一方面吸收被测电机产生的电能测试被测电机的发电性能。

　　电池模拟器作为被测电机系统的高压工作电源，并且吸收被测电机产生的电能回馈给电网。电池模拟器与AVL电力测功机系统之间采用CAN总线方式实现数据实时交互。

　　功率分析仪主要用于采集被测电机系统直流侧与交流侧的电压、电流、功率等参数，功率分析仪与AVL电力测功机系统之间采用TCP/IP通讯方式实现数据实时交互。

　　［1］暴杰，赵子亮，董秀辉，等.混合动力车用电机系统的台架试验研究［C］.中国汽车工程学会年会，2010.

　　［2］李国洪，刘鲁源，王晓明，等.混合动力系统的台架试验研究［J］.汽车技术，2005（11）：22-25.

　　［3］付翔，王红雷，黄斌，等.电动汽车驱动系统测试台架设计［J］.武汉理工大学学报，2015（5）：571-575.

　　本文搭建的试验台架采用FLUKE功率分析仪，其配置为2W测量模式，被测电机控制器输出端的交流功率Pac=P1P2。

　　按照图1所示电机系统试验台架结构图搭建本文的电机系统试验台架如图6所示。

　　基于本文的电机系统试验台架，能够完成电机系统的性能参数测试，性能参数测试内容主要包括：转矩-转速特性[6]、功率-转速特性、效率特性。针对电机系统的性能参数测试，台架的控制模式应与电机控制器的控制模式相匹配。

　　本文电机系统试验台架的功能模块主要包括AVL电力测功机系统、电池模拟器、功率分析仪、被测电机系统，试验台架的结构图如图1所示[2]。

　　被测电机系统主要由被测电机以及电机控制器两部分构成，被测电机与电机控制器之间通过三相交流电相连[3]。

　　为实现对电机系统性能参数的全面有效分析，必须保证不同设备所测数据的实时性和同步性。本文采用高速通讯总线将电池模拟器、功率分析仪所测数据统一集成到PUMA Open控制系统，通过PUMA Open控制系统的时间基准实现了所有测量数据的实时同步测量与记录，保证了数据的一致性。

　　基于本文搭建的电机系统试验台架，按照本文提出的性能参数测kaiyun官方登录 开云网址量方法，测量得到转矩-转速特性、功率-转速特性、效率特性如图8所示。

　　测量数据可看出，被测电机系统峰值扭矩实测值为1 000.1 N·m，峰值功率实测值为150.1 kW，系统最高效率可达91.33%，与该电机系统的技术参数指标一致；同时，测量结果表明，基于本文搭建的电机试验台架能够实现对被测电机系统性能参数的准确有效测量，从而验证电机系统各项性能指标是否达到设计要求。

　　功率-转速特性测试中，与转矩-转速特性测试方法相同，测试在不同功率-转速点下该系统的输出机械功率P。

　　效率特性测试中，与转矩-转速特性测试方法相同，在不同转速-转矩点，将电池模拟器输出的直流功率Pdc、功率分析仪测量所测电机控制器交流输出功率Pac、测功机测量所得机械功率P同步上传至PUMA Open自控系统，根据公式（1）～公式（3）可分别计算出电机控制器效率ηc、电机效率ηm以及电机系统效率η。

　　表1 测功机基本参数性能参数额定扭矩额定功率额定转速最高转速过载能力技术指标1000N·m 400 kW 2 800 r/min 15000r/min 125%性能参数扭矩测量精度转速测量精度控制模式切换时间动态响应时间冷却方式技术指标＜±0.3N·m±1 r/min≤10ms＜3 ms空气冷却

　　【摘 要】分析了电机系统试验台架的总体架构、工作原理与控制模式,基于AVL测功机系统搭建了电机系统试验台架,实现了台架测量数据同步与集成控制.提出并实现了基于试验台架的车用电机系统性能参数测试方法,为电动汽车车用电机系统开发与测试提供了借鉴,为整车试验奠定了测试数据基础.

　　PUMA open控制系统测量同步测量所得被测电机系统的相关数据显示界面如图7所示。

　　转矩-转速特性测试中，测功机采用N/α控制模式将测功机和被测电机的转速同步稳定控制在目标转速，被测电机控制器采用转矩控制通过上位机发送当前转速下最大扭矩值给被测电机，通过AVL电力测功机扭矩传感器可测量得到不同转速下被测电机系统的实际最大扭矩值。

　　电池模拟器的输出参数通过CAN总线集成到PUMA Open的相关测量通道，其CAN通道配置如图2所示，电池模拟器CAN总线与PUMA Open的第2块CAN卡的第3个通道相连，总线 kb/s，采用扩展格式数据帧，PUMA Open CAN卡终端电阻使能。

　　［5］路勇，代玉虎，刘磊，等.基于AVL台架的变速器台架试验研究［J］.传动技术，2016，30（4）：34-37.

　　［6］杨文敬，宋强.车用驱动电机台架试验测试系统设计［C］.第五届中国智能交通年会暨第六届国际节能与新能源汽车创新发展论坛论文集（下册），2009.

　　功率分析仪的测量参数通过TCP/IP协议集成到PUMA Open的相关测量通道，其端口和IP地址配置如图4所示，功率分析仪的端口设置为0，IP设置为192.168.1.10。

　　针对电机系统的台架试验，AVL电力测功机系统共有四种不同的控制模式：N/α（转速/油门）模式、N/T（转速/转矩）模式、T/α（转矩/油门）模式、T/N（转矩/转速）模式[5]。其中，N/α和N/T控制模式kaiyun官方登录 开云网址下，AVL电力测功机通过转速控制为被测电机系统提供稳态或瞬态的测试转速，被测电机根据其测试需求控制输出相应的需求扭矩，在N/α控制模式下，AVL电力测功机系统可切换至passive工作模式，设置测功机输出端最大允许转速以限制被测电机超速；T/ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ和T/N控制模式下，AVL电力测功机通过转矩控制为被测电机系统提供稳态或瞬态的测试转矩，被测电机根据其测试需求控制输出相应的需求转速。

　　基于AVL测功机系统搭建的电机系统试验台架以及电机系统试验方法，采用高速通讯总线能够测量数据的实时同步集成控制，以150 kW永磁同步电机系统为被测对象，完成了电机系统技术参数的准确有效测量。提出的台架搭建方案以及电机系统性能参数测试方法为电动汽车电机系统的开发测试验证提供了借鉴，为整车试验奠定了测试数据基础。