電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)特性試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究

張 奇， 李 珂， 張承慧， 孫 靜,2， 邢國(guó)靖， 劉旭東

(1.山東大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院,山東 濟(jì)南 250061；2.山東工商學(xué)院 信息與電子工程學(xué)院,山東 煙臺(tái) 264005)

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·儀器設(shè)備研制與開發(fā)·

電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)特性試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究

張 奇1， 李 珂1， 張承慧1， 孫 靜1,2， 邢國(guó)靖1， 劉旭東1

(1.山東大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院,山東 濟(jì)南 250061；2.山東工商學(xué)院 信息與電子工程學(xué)院,山東 煙臺(tái) 264005)

基于AVL電機(jī)測(cè)試臺(tái)架，設(shè)計(jì)并搭建了電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)測(cè)試平臺(tái)，借助PUMA OPEN系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)計(jì)自動(dòng)控制序列程序?qū)﹄妱?dòng)汽車用永磁同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性等進(jìn)行了自動(dòng)化測(cè)試。結(jié)果表明，被測(cè)樣機(jī)的功率輸出穩(wěn)定、效率高，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，其穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性能夠滿足電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的特殊性能要求；測(cè)試數(shù)據(jù)為電機(jī)逆變器和控制器的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供了參考依據(jù)。整個(gè)試驗(yàn)采用PUMA OPEN自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的快速精確測(cè)試，具有簡(jiǎn)化操作流程、縮短測(cè)試周期和提高測(cè)試精度等諸多優(yōu)勢(shì)。

電動(dòng)汽車； 永磁同步電機(jī)； 穩(wěn)態(tài)特性； 動(dòng)態(tài)特性； 電機(jī)測(cè)試

0 引 言

與機(jī)械家電、工業(yè)生產(chǎn)用電機(jī)工作環(huán)境明顯不同，電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)隨著車輛啟動(dòng)、加減速、上下坡、停車等，輸出轉(zhuǎn)矩和功率變化頻繁。同時(shí)，電動(dòng)汽車在不同工況下行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)具有低速高轉(zhuǎn)矩、高速低轉(zhuǎn)矩的輸出特性和理想的調(diào)速特性[1-2]。作為電動(dòng)汽車行駛的動(dòng)力源，車用電機(jī)的穩(wěn)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性對(duì)整車的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性影響巨大，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)而精確的測(cè)量是設(shè)計(jì)高性能電機(jī)控制器和進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的測(cè)試方法主要有臺(tái)架試驗(yàn)和道路駕駛測(cè)試，其中道路駕駛測(cè)試需要有熟練的駕駛員、試驗(yàn)車輛和場(chǎng)地等，安全性要求較高，投入較大[3-4]。目前,普遍采用臺(tái)架測(cè)試的方式，但傳統(tǒng)電機(jī)測(cè)試臺(tái)架存在功能單一、功能開發(fā)周期長(zhǎng)、測(cè)量精度低、無(wú)法進(jìn)行模擬真實(shí)路況行駛下的硬件在環(huán)測(cè)試等缺點(diǎn)，已經(jīng)難以滿足當(dāng)前電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的測(cè)試需求，因此AVL、GIM等公司先后推出了先進(jìn)的、專門應(yīng)用于電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)測(cè)試領(lǐng)域的高性能電機(jī)測(cè)試臺(tái)架。

奧地利AVL公司的電機(jī)測(cè)試臺(tái)架的功能完備、易于擴(kuò)展，借助PUMA OPEN自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)快速而精確的高性能測(cè)試；同時(shí)該臺(tái)架還集成了虛擬車輛、3D路況、交通環(huán)境和駕駛員等模型，能夠?qū)崿F(xiàn)基于虛擬駕駛的電機(jī)及其控制器等動(dòng)力系統(tǒng)的硬件在環(huán)測(cè)試，在電機(jī)測(cè)試領(lǐng)域、新能源汽車行業(yè)等得到了廣泛的應(yīng)用[5]。本文在AVL測(cè)試臺(tái)架基礎(chǔ)上，通過(guò)擴(kuò)展與集成被測(cè)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、水冷循環(huán)系統(tǒng)、功率分析儀及傳感器等儀器設(shè)備，搭建了基于AVL硬件在環(huán)半實(shí)物仿真系統(tǒng)的電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)，并以PUMA OPEN自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)為核心，設(shè)計(jì)了電機(jī)自動(dòng)測(cè)試程序，對(duì)電機(jī)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行了測(cè)試和分析，試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果總體良好，測(cè)試結(jié)果為電機(jī)逆變器及控制器的開發(fā)提供了數(shù)據(jù)參考。

1 電機(jī)特性測(cè)試臺(tái)架構(gòu)成

AVL電動(dòng)汽車電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架如圖1所示。試驗(yàn)臺(tái)總體上由高動(dòng)態(tài)電力測(cè)功機(jī)DynoRoad、被測(cè)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、提供直流電源的高性能電池模擬器BTS、水冷系統(tǒng)、功能靈活強(qiáng)大的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)PUMA OPEN、集成虛擬駕駛環(huán)境的硬件在環(huán)系統(tǒng)AVL InMotion和數(shù)據(jù)采集模塊[6]等構(gòu)成。

圖1 AVL電動(dòng)汽車電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)實(shí)物圖

電池模擬器在電機(jī)本體性能測(cè)試中采用恒壓源模式為被測(cè)電機(jī)供電，以消除普通電源過(guò)壓、欠壓等對(duì)電機(jī)測(cè)試造成的影響，提高了測(cè)試數(shù)據(jù)的精確度[7]；在結(jié)合路況的硬件在環(huán)測(cè)試中，可采用電池物理模型，模擬真實(shí)動(dòng)力電池在行駛工況下的性能。高動(dòng)態(tài)電力測(cè)功機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)振動(dòng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換，可精確實(shí)現(xiàn)零轉(zhuǎn)矩、恒轉(zhuǎn)矩等控制，可通過(guò)四象限操作對(duì)被測(cè)電機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)的性能及耐久性試驗(yàn)[8-10]。同時(shí)，電池模擬器的變頻器和測(cè)功機(jī)的變頻器還可以實(shí)現(xiàn)能量回饋，提高了能量的利用率。

PUMA OPEN是一個(gè)動(dòng)態(tài)、高精度、數(shù)字控制的操作平臺(tái)，針對(duì)電機(jī)不同的測(cè)試需求，提供了多種控制方式，包括直接輸入轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩給定、通過(guò)操作面板按鈕和旋鈕控制、編輯自動(dòng)控制序列程序、基于InMotion硬件在環(huán)系統(tǒng)控制的測(cè)試等。PUMA OPEN在線監(jiān)控界面友好，控制參數(shù)設(shè)定、修改方便，能夠快速編輯監(jiān)控界面，試驗(yàn)中可自編輯監(jiān)控界面。此外，系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、計(jì)算和支持?jǐn)?shù)據(jù)后處理等功能[11]。

2 電機(jī)特性測(cè)試方案

電機(jī)性能測(cè)試一般包括穩(wěn)態(tài)特性測(cè)試和動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試[12]。根據(jù)GB/T 1029-2005[13]和GB/T 18488.1-2006[14]等標(biāo)準(zhǔn)，利用AVL電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，通過(guò)編程設(shè)計(jì)自動(dòng)控制序列程序，對(duì)某電動(dòng)汽車用永磁同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試。

2.1 電機(jī)穩(wěn)態(tài)特性測(cè)試

永磁同步電機(jī)因具有效率高、能量密度大、響應(yīng)速度快、調(diào)速性能好、體積小、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)研發(fā)與應(yīng)用的熱點(diǎn)[15]。電機(jī)穩(wěn)態(tài)特性一般是指電機(jī)在一定轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的輸出功率和效率等特性。功率是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型與匹配優(yōu)化的重要參數(shù)，決定了整車最高車速、最大爬坡度和加速時(shí)間等動(dòng)力指標(biāo)；效率是評(píng)價(jià)電機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，充分利用電機(jī)高效區(qū)能夠顯著降低電耗[7]，提高續(xù)駛里程。

通過(guò)電機(jī)效率測(cè)試試驗(yàn)，可得到被測(cè)電機(jī)本體的效率、逆變器的效率和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體效率。根據(jù)GB/T 1029-2005，定義被測(cè)電機(jī)在試驗(yàn)狀況下的效率計(jì)算公式為

(1)

式中:ηmotor為電機(jī)效率，%；P為電機(jī)輸出有功功率，W；Pin為電機(jī)輸入有功功率，W。

在測(cè)試程序中，定義電機(jī)輸出功率為

(2)

式中:N為電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；T為電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，N·m。

在測(cè)試程序中，定義電機(jī)輸入有功功率為

(3)

式中:UrmsA為輸入電壓有效值，V；IrmsA為輸入電流有效值，A。

根據(jù)GB/T 18488.1-2006，定義電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體效率計(jì)算公式為

(4)

式中:η為整體效率，%；E為控制器接線端子處輸入電壓平均值，V；I為控制器輸入接口端電流平均值，A。

轉(zhuǎn)速N、轉(zhuǎn)矩T等的測(cè)量可由集成于傳動(dòng)軸連接裝置的高精度扭矩法蘭完成；電壓UrmsA、E等可由功率分析儀WT3000直接測(cè)得；電流IrmsA、I等由電流傳感器CT1000通過(guò)功率分析儀測(cè)得；以上測(cè)得的數(shù)據(jù)均經(jīng)過(guò)功率分析儀通過(guò)TCP/IP通信協(xié)議傳輸給PUMA OPEN系統(tǒng)。

通過(guò)編輯自動(dòng)序列控制程序可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)測(cè)試的可重復(fù)性。首先給定電機(jī)某一恒定轉(zhuǎn)速，通過(guò)AVL測(cè)功機(jī)按設(shè)定步長(zhǎng)不斷增大電機(jī)負(fù)載，測(cè)量電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行后的功率和效率等，然后按設(shè)定步長(zhǎng)逐漸增大轉(zhuǎn)速，再重復(fù)以上過(guò)程，直至測(cè)試完畢。編程后可通過(guò)一次測(cè)試完成穩(wěn)態(tài)特性試驗(yàn)，消除了傳統(tǒng)測(cè)試臺(tái)架需要人為多次測(cè)量帶來(lái)的影響。

2.2 電機(jī)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試

動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性一般是指電機(jī)在一定條件下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，階躍到給定轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩時(shí)所需的時(shí)間，即電機(jī)改變轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩后的跟隨能力，一般包括轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試和轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試等。

轉(zhuǎn)速響應(yīng)測(cè)試：電機(jī)在空載下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，測(cè)試電機(jī)從零速階躍到基速所用的時(shí)間。

轉(zhuǎn)矩響應(yīng)測(cè)試：電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，測(cè)試電機(jī)從空載階躍到額定轉(zhuǎn)矩所用的時(shí)間。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩結(jié)果修正

根據(jù)GB/T 18488.1-2006，在考慮測(cè)功機(jī)風(fēng)摩耗轉(zhuǎn)矩時(shí)，被測(cè)電機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩值需要進(jìn)行修正，其真實(shí)值等于測(cè)功機(jī)測(cè)得的被測(cè)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與測(cè)功機(jī)風(fēng)摩耗轉(zhuǎn)矩之和，即被測(cè)電機(jī)修正后真實(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩為

(5)

式中:Tc為修正后的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，N·m；Tt為測(cè)功機(jī)測(cè)得的被測(cè)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，N·m；Tfw為測(cè)功機(jī)的風(fēng)摩耗轉(zhuǎn)矩，N·m。

圖2是在PUMA OPEN系統(tǒng)中定義，并測(cè)得的有關(guān)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的對(duì)比曲線，其中,TORQUE為測(cè)功機(jī)測(cè)得的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩;TORQUETS為聯(lián)接電機(jī)與測(cè)功機(jī)的傳動(dòng)軸軸轉(zhuǎn)矩;TORQUETE為考慮測(cè)功機(jī)風(fēng)摩耗轉(zhuǎn)矩時(shí)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。由圖2可知，不同轉(zhuǎn)速下風(fēng)摩耗轉(zhuǎn)矩的大小不同，但風(fēng)摩耗轉(zhuǎn)矩很小，一般情況下，可認(rèn)為電機(jī)真實(shí)輸出轉(zhuǎn)矩與測(cè)功機(jī)顯示的測(cè)量轉(zhuǎn)矩基本一致。

圖2 考慮風(fēng)摩耗轉(zhuǎn)矩、電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和聯(lián)接軸轉(zhuǎn)矩對(duì)比曲線

3.2 電機(jī)功率、效率試驗(yàn)結(jié)果分析

針對(duì)測(cè)定電機(jī)本體特性，為提高測(cè)試精度，電池模擬器采用恒壓源模式，輸出電壓恒定在336 V，在電機(jī)測(cè)試過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓等現(xiàn)象。

電機(jī)功率、效率測(cè)試采用自動(dòng)控制序列模式，測(cè)試過(guò)程如下：負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化為外循環(huán)，轉(zhuǎn)速變化為內(nèi)循環(huán)。外循環(huán)中，電機(jī)轉(zhuǎn)矩從5 N·m開始, 每次遞增5 N·m，一直增大到60 N·m結(jié)束；外循環(huán)中，轉(zhuǎn)速?gòu)?0 r/min開始，每次遞增25 r/min，一直增加到3 000 r/min結(jié)束。試驗(yàn)遞增的步長(zhǎng)可以根據(jù)測(cè)試需求自定義，自動(dòng)控制序列流程如圖3所示。轉(zhuǎn)速內(nèi)循環(huán)、轉(zhuǎn)矩外循環(huán)測(cè)得的實(shí)際給定曲線見圖4。

圖3 電機(jī)測(cè)試自動(dòng)控制序列流程圖

圖4 轉(zhuǎn)速內(nèi)循環(huán)-轉(zhuǎn)矩外循環(huán)中部分給定曲線

由圖5可知，永磁同步電機(jī)在電池模擬器恒壓源模式下，測(cè)得的電機(jī)效率曲線比較平滑、無(wú)較大波動(dòng)；在直流母線額定電壓336 V供電時(shí)，電機(jī)效率能保持在較高的水平。圖6為在不同轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩下測(cè)得的電機(jī)實(shí)際輸出功率曲線，可知，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化平穩(wěn)，在允許的功率范圍內(nèi)，被測(cè)電機(jī)的輸出功率基本隨轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩呈線性變化，功率曲線平滑、無(wú)抖動(dòng)。

圖5 電機(jī)效率與電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速關(guān)系MAP圖

圖6 電機(jī)功率與電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速關(guān)系MAP圖

3.3 電機(jī)溫度對(duì)效率影響試驗(yàn)結(jié)果分析

電機(jī)運(yùn)行時(shí)的各種損耗主要變?yōu)闊崮?，?dǎo)致電機(jī)的溫度升高；而永磁材料對(duì)溫度具有較強(qiáng)的敏感性，溫度的變化直接影響電機(jī)的效率等運(yùn)行性能和使用壽命。研究溫度對(duì)永磁電機(jī)效率的影響，控制電機(jī)及其逆變器工作在合適的溫度范圍內(nèi)，對(duì)電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體效率的提高有重要的意義。

圖7是不同溫度下的電機(jī)效率等差曲線。可見，在兩次測(cè)試中通過(guò)控制水冷設(shè)備的溫度，電機(jī)效率可提高0.5%～3.0%。通過(guò)研究電機(jī)溫度與效率關(guān)系曲線，能夠?yàn)殡姍C(jī)高效運(yùn)行時(shí)溫度控制提供參考。

3.4 電機(jī)機(jī)械特性測(cè)試結(jié)果分析

驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般以基速或額定轉(zhuǎn)速劃分工作區(qū)域。在低速恒磁通調(diào)速時(shí)，電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩保持不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩區(qū)；在高速弱磁調(diào)速時(shí)，電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速基本成反比，屬于恒功率區(qū)。電機(jī)機(jī)械特性[16]測(cè)試過(guò)程如下：以轉(zhuǎn)速2 000 r/min為例，在該轉(zhuǎn)速以下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)工作在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，轉(zhuǎn)矩給定保持60 N·m恒定；在轉(zhuǎn)速2 000 r/min以上運(yùn)行時(shí)，電機(jī)工作在恒功率區(qū)，輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速基本成反比。

圖7 不同溫度下的電機(jī)效率差值曲線

圖8為被測(cè)電機(jī)恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)的特性曲線?？芍?，永磁同步電機(jī)由于轉(zhuǎn)子無(wú)須勵(lì)磁，在很低的轉(zhuǎn)速下仍能保持同步運(yùn)行，調(diào)速范圍寬；同時(shí)對(duì)負(fù)載變化引起的轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，具有較硬的機(jī)械特性。

圖8 電機(jī)恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)特性曲線

3.5 電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果分析

整車換擋策略往往依據(jù)車速或電機(jī)轉(zhuǎn)速，而電機(jī)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性則對(duì)整車爬坡起步、加速等動(dòng)力性和駕駛舒適性有直接影響，測(cè)試電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)特性對(duì)整車控制策略的制定有重要意義。

在轉(zhuǎn)速響應(yīng)測(cè)試中，當(dāng)電機(jī)在零速、空載穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，直接給定階躍的目標(biāo)轉(zhuǎn)速1 800 r/min，轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線如圖9所示。在轉(zhuǎn)矩響應(yīng)測(cè)試中，當(dāng)電機(jī)在空載、轉(zhuǎn)速4 000 r/min穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，直接給定階躍的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩100 N·m，轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線如圖10所示。由測(cè)試結(jié)果可知，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)時(shí)間很短，電機(jī)動(dòng)態(tài)性能能夠滿足電動(dòng)汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的響應(yīng)需求。

4 結(jié) 語(yǔ)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心部件，電機(jī)特性及控制技術(shù)對(duì)電動(dòng)汽車的性能影響極大。借助先

圖9 電機(jī)轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線

圖10 電機(jī)轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線

進(jìn)的電機(jī)測(cè)試臺(tái)架，通過(guò)搭建測(cè)試平臺(tái)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行全方位的測(cè)試是電機(jī)控制器設(shè)計(jì)與開發(fā)的基礎(chǔ)。AVL高性能測(cè)功機(jī)和電池模擬器等設(shè)備為電機(jī)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性測(cè)試提供了強(qiáng)有力的技術(shù)條件；PUMA OPEN自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，提高了測(cè)試精度，大大簡(jiǎn)化了測(cè)試流程，縮短了測(cè)試周期，提高了工作效率。

AVL電動(dòng)汽車試驗(yàn)平臺(tái)是一個(gè)功能開放的綜合試驗(yàn)平臺(tái)。在目前現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)擴(kuò)展系統(tǒng)功能、完善測(cè)試手段和設(shè)計(jì)電機(jī)試驗(yàn)方案，完成諸如電機(jī)參數(shù)辨識(shí)、電機(jī)控制器開發(fā)測(cè)試等，為下一步實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展和科研工作的進(jìn)行提供了實(shí)驗(yàn)技術(shù)保障。

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Design and Research on Characteristic Tests of PMSM for Electric Vehicle

ZHANGQi1，LIKe1，ZHANGCheng-hui1，SUNJing1,2，XINGGuo-jing1，LIUXu-dong1

(1. School of Control Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China; 2. School of Information and Electronic Engineering, Shandong Institute of Business and Technology, Yantai 264005, China)

The steady and dynamic characteristics of drive motors have a great impact on power and economy of electric vehicles. A detailed and accurate measurement is the basis for the design of high performance controller. The automatic control test sequences is designed based on PUMA OPEN automation system, and the steady and dynamic characteristics of permanent magnet synchronous motor (PMSM) for electric vehicles are tested in the AVL motor testbed, by designing and building drive motor test platform. The results indicate that the tested PMSM meets the specific requirements for electric vehicle drive motors, and the results also provide a reference for the design and development of motor inverter and controller. Testing process shows that PUMA OPEN automation system can quickly achieve automated tests of motors with a series of advantages, such as simplified operating procedures, shortened test cycles, and high accuracy.

electric vehicles； permanent magnet synchronous motor； steady characteristics； dynamic characteristics； motor test

2014-12-31

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51277116;61304130;61403236)

張 奇(1987-)，男，山東濰坊人，碩士，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)殡妱?dòng)汽車、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)等。

Tel.:0531-88392822；E-mail：zhangqi2013@sdu.edu.cn

張承慧(1963-)，男，山東德州人，教授，研究方向?yàn)殡妱?dòng)汽車、優(yōu)化控制、新能源技術(shù)等。

Tel.:0531-88395717；E-mail：zchui@sdu.edu.cn

TM 341;G 642.423

A

1006-7167(2015)10-0047-04