[发明专利]对称式电机耐久性测试系统及其测试方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种对新能源汽车（混合动力汽车、纯电动汽车等）的电机进行耐久性测试的系统。

背景技术

驱动电机是新能源汽车的核心部件，通常采用三相交流电机，优选为永磁同步电机。电机的使用寿命和可靠性直接关系着整车的寿命和安全，因此在新能源汽车的驱动电机开发过程中，对其进行耐久性测试是必不可少的。电机的耐久性测试是基于电机在实际路况的中的运行状况，进行等效强化实验，来加速电机的老化。所述等效强化实验包括电机在高温环境运行的耐久性实验、电机在高低温环境交替循环运行的耐久性实验等。在所述等效强化实验结束后评估电机的整体性能，判断电机是否还能正常使用。

请参阅图1，这是现有的一种三相交流电机测试系统，包括：

——待测电机10，为三相交流电机。

——环境舱11，舱内温度可调，待测电机10就放置在环境舱11内。

——安装支架12（可选），用于固定待测电机10。

——冷却机组13，用于为待测电机10的绕组散热，例如采用水冷技术。

——转矩传感器15，设置在待测电机10的转轴上，用于测量待测电机10的转轴的转矩并显示和/或记录。

——电机控制器19，将直流电逆变为交流电后作为待测电机10的工作电源，还控制着待测电机10的转轴的输出转矩。

——测功机20，为交流测功机。其本质是在三相交流电机的基础上增加了测力计和测速发电机。

——联轴器30，将待测电机10的转轴与测功机20的转轴相连接，保证两根轴的转速一致。

——测功机控制器29，将直流电逆变为交流电后作为测功机20的工作电源，还控制着测功机20的转轴的输出转速。

——整流单元31，用于将交流电变换为直流电。然后一路为测功机控制器29供电，另一路传递给直流电池模拟器32。

——直流电池模拟器32，用于将固定值的直流电压、电流变换为在一定范围内可调的直流电压、电流，并为电机控制器19供电。所述电机耐久性测试系统在测试不同型号的待测电机10时，这些待测电机10的电压等级可能相差很大，因此需要有该直流电池模拟器32，以便适应不同电压等级的待测电机10的供电需求。

图1所示的电机耐久性测试系统的工作原理为：测功机控制器29对测功机20采用转速控制模式，驱动测功机20的转轴输出恒定的转速。由于测功机20的转轴与待测电机10的转轴通过联轴器30相连接，因而待测电机10的转轴也被带动着维持恒定的转速。电机控制器19对待测电机10采用转矩控制模式，通过调整待测电机10的三相电流来改变待测电机10的输出转矩，而待测电机10的三相电流又主要决定了其绕组温度。当环境舱11调整为预设的环境温度，且待机电机10的绕组温度也达到预设值时，即可进行待测电机10的耐久性测试。

在测试过程中，提升或降低待测电机10的绕组温度有如下技术手段或其结合：

第一种，通过电机控制器19改变输出给待测电机10的三相电流来改变待测电机10的绕组温度。

第二种，通过开启或关闭冷却机组13、调整冷却液的流量、调整冷却液的温度或其任意组合来改变待测电机10的绕组温度。

所述待测电机10和测功机20均有两种工作模式：电动机、发动机。且其中一个工作于电动机模式，则另一个就工作于发电机模式；反之亦然。因此，整个电机耐久性测试系统中的电能可以循环利用。补充的电能可由整流单元31得到。所述整流单元31是可再生的，即包含逆变电路。如需输出电能，也可由该可再生的整流单元31向外输出。

上述电机耐久性测试系统具有如下缺点：

其一，采用一台测功机20拖动一台待测电机10的方式，一次只能测试一台待测电机10，测试效率较低。

其二，电机控制器19对待测电机10采用转矩控制模式，具体是通过调整待测电机10的三相电流来改变待测电机10的输出转矩。在更换不同型号的待测电机10后，往往需要同时更换电机控制器19，造成成本较高。如果不同时更换电机控制器，就需要在电机控制器19中建立更换后的待测电机10的转速、转矩与电流之间的约束关系，这个匹配周期相当漫长，通常可达几十天，往往会影响到实验进度。因而现有的电机耐久性测试系统的通用性较差。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种测试效率更高、通用性更好的电机耐久性测试系统。为此，本申请还要提供所述电机耐久性测试系统的测试方法。

为解决上述技术问题，本申请对称式电机耐久性测试系统包括：