一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试系统及方法与流程

[0001]
本申请涉及一种电动汽车动力系统技术领域，尤其涉及一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试系统及方法。


背景技术：

[0002]
冷凝水是纯电动汽车驱动电机普遍存在的问题，冷凝水的成因是在昼夜温差和空气湿度大的气候条件下，驱动电机从静置开始运行，电机绕组发热导致产生大量湿润热空气，此时电机的壳体，比如接线盒以及接线盒上的三相电源线的温度都是较低的，电机绕组发热带来的湿润热空气接触接线盒和电源线等低温部件时就会在其表面形成冷凝水。
[0003]
冷凝水会大大降低电机的绝缘性能，将导致电机报绝缘故障以至于汽车无法运行，电机内部产生的冷凝水也会腐蚀电机零件，严重时甚至会造成电机短路。由于目前我国还处于纯电动汽车发展的初级阶段，再加上纯电动汽车出现冷凝水问题主要出现在冬季华北地区和东北地区这些温度较低的环境下，因此大部分驱动电机在设计阶段，就没有专门针对抗冷凝水能力的测试过程。即使有考虑到要测试驱动电机的抗冷凝水能力，也是需要将驱动电机运输至低温地区进行测试验证，这样的测试成本太高。


技术实现要素：

[0004]
为了解决目前测试驱动电机抗冷凝水能力成本太高的问题，本申请通过以下实施例公开了一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试系统及方法。
[0005]
本申请第一方面公开了一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试系统，包括：测试台架以及固定在所述测试台架上的控制器、被测驱动电机、陪测驱动电机、联轴器、被测驱动电机控制器和高低温试验箱；
[0006]
所述被测驱动电机与陪测驱动电机之间通过联轴器轴连在一起；
[0007]
所述被测驱动电机在测试过程中被密封于所述高低温试验箱中；
[0008]
所述陪测驱动电机用于输出测试所需的转速值，以控制所述被测驱动电机处于目标转速；
[0009]
所述控制器分别接至所述被测驱动电机、所述陪测驱动电机、所述被测驱动电机控制器和所述高低温试验箱；
[0010]
所述控制器中配置有以下测试控制流程：
[0011]
s1、将所述高低温试验箱内的温度控制在预设的第一温度范围内；
[0012]
s2、通过控制所述陪测驱动电机以及所述被测驱动电机控制器，使所述被测驱动电机在最高转速、额定功率下运行预设第一时长；
[0013]
s3、通过控制所述陪测驱动电机以及所述被测驱动电机控制器，使所述被测驱动电机在额定转速、额定功率下运行预设第二时长；
[0014]
s4、按照预设的循环次数，重复执行s2及s3的操作；
[0015]
s5、循环结束后，控制所述被测驱动电机停止运行，结束测试过程。
[0016]
可选的，所述系统还包括冷却装置，所述冷却装置用于在测试过程中，向所述被测驱动电机提供预设流量的冷却液。
[0017]
本申请第二方面公开了一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试方法，所述方法应用于控制器，所述控制器位于本申请第一方面所述的电动汽车驱动电机抗冷凝水测试系统中，所述方法包括：
[0018]
s1、将高低温试验箱内的温度控制在预设的第一温度范围内；
[0019]
s2、通过控制陪测驱动电机以及被测驱动电机控制器，使被测驱动电机在最高转速、额定功率下运行预设第一时长；
[0020]
s3、通过控制所述陪测驱动电机以及所述被测驱动电机控制器，使所述被测驱动电机在额定转速、额定功率下运行预设第二时长；
[0021]
s4、按照预设的循环次数，重复执行s2及s3的操作；
[0022]
s5、循环结束后，控制所述被测驱动电机停止运行，结束测试过程。
[0023]
可选的，在执行步骤s2的过程中，所述方法还包括：
[0024]
通过控制冷却装置，调节冷却液的流量，使所述被测驱动电机的温度在预设第三时长内稳定在预设的第二温度范围内，所述第三时长短于所述第一时长。
[0025]
可选的，在执行步骤s3的过程中，所述方法还包括：
[0026]
通过控制所述冷却装置，调节所述冷却液的流量，使所述被测驱动电机的温度在预设第三时长内稳定在预设的第三温度范围内。
[0027]
可选的，所述第一时长为三小时，所述第二时长为两小时，所述第三时长为一小时；
[0028]
所述第二温度范围为t1±
2℃，t1为所述被测驱动电机的最高许用温度减去10℃后所得的温度值；
[0029]
所述第三温度范围为t2±
2℃，t2为t1的大小减去40℃后所得的温度值。
[0030]
可选的，所述将高低温试验箱7内的温度控制在预设的第一温度范围内，包括：
[0031]
在预设的第四时长内，将所述高低温试验箱的温度调节至预设的第一温度范围内，所述第四时长为一个小时，所述第一温度范围为-40
±
2℃；
[0032]
控制所述高低温试验箱的温度预设第五时长内，始终稳定在预设的第一温度范围内，所述第五时长为四小时。
[0033]
可选的，所述方法还包括：
[0034]
在测试过程中，若所述电动汽车驱动电机抗冷凝水测试系统发生绝缘故障，则判定所述被测驱动电机的抗冷凝水性能不合格。
[0035]
可选的，在控制所述被测驱动电机停止运行，结束测试过程后，所述方法还包括：
[0036]
在预设第六时长内，判断所述被测驱动电机的接线盒内是否存在冷凝水，以及检测三相绝缘电阻是否合格，所述第六时长为5分钟；
[0037]
若判断得到所述被测驱动电机的接线盒内存在冷凝水，或者若检测到所述三相绝缘电阻不合格，则判定所述被测驱动电机的抗冷凝水性能不合格。
[0038]
可选的，在执行步骤s4的过程中，所述循环次数为六次。
[0039]
本申请实施例公开了一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试系统及方法，该系统包括：测试台架以及固定在测试台架上的控制器、被测驱动电机、陪测驱动电机、联轴器、
被测驱动电机控制器和高低温试验箱；被测驱动电机在测试过程中被密封于所述高低温试验箱中。测试方法包括：将高低温试验箱内的温度控制在预设的第一温度范围内；控制被测驱动电机在最高转速、额定功率下运行预设第一时长；控制被测驱动电机在额定转速、额定功率下运行预设第二时长；按照预设的循环次数，重复执行上述两个操作；循环结束后，控制所述被测驱动电机停止运行，结束测试过程。利用上述系统及方法能够有效测试驱动电机抗冷凝水性能，且无需将驱动电机运输至低温地区，有效节约试验成本。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]
图1为本申请实施例公开的一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试系统的结构示意图；
[0042]
图2为本申请实施例公开的一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试方法的工作流程示意图；
[0043]
图3为本申请实施例公开的一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试方法中，被测驱动电机的温度变化示意图。
具体实施方式
[0044]
为了解决目前测试驱动电机抗冷凝水能力成本太高的问题，本申请通过以下实施例公开了一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试系统及方法。
[0045]
本申请第一实施例公开了一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试系统，参见图1所示的结构示意图，该系统包括：测试台架1以及固定在所述测试台架1上的控制器2、被测驱动电机3、陪测驱动电机4、联轴器5、被测驱动电机控制器6和高低温试验箱7。
[0046]
其中，所述高低温试验箱7具有模拟大气环境中温度变化规律，适用于工业产品高温、低温的可靠性试验。本实施例中，高低温试验箱7用于模拟电动汽车运行时的温湿度工况。
[0047]
所述被测驱动电机3与陪测驱动电机4之间通过联轴器5轴连在一起。
[0048]
所述被测驱动电机3在测试过程中被密封于所述高低温试验箱7中。
[0049]
所述陪测驱动电机4用于输出测试所需的转速值，以控制所述被测驱动电机3处于目标转速。
[0050]
被测驱动电机控制器6用于接收控制器2发出的扭矩信号，以控制被测驱动电机6输出所需扭矩工况要求。
[0051]
所述被测驱动电机6用于提供所需的扭矩工况要求，是整个测试系统的被测对象。
[0052]
所述控制器2分别接至所述被测驱动电机3、所述陪测驱动电机4、所述被测驱动电机控制器6和所述高低温试验箱7。
[0053]
所述控制器2中配置有以下测试控制流程：
[0054]
s1、将所述高低温试验箱7内的温度控制在预设的第一温度范围内。
[0055]
s2、通过控制所述陪测驱动电机4以及所述被测驱动电机控制器6，使所述被测驱
动电机3在最高转速、额定功率下运行预设第一时长。
[0056]
s3、通过控制所述陪测驱动电机4以及所述被测驱动电机控制器6，使所述被测驱动电机3在额定转速、额定功率下运行预设第二时长。
[0057]
s4、按照预设的循环次数，重复执行s2及s3的操作。
[0058]
s5、循环结束后，控制所述被测驱动电机3停止运行，结束测试过程。
[0059]
进一步的，所述系统还包括冷却装置，所述冷却装置用于在测试过程中，向所述被测驱动电机3提供预设流量的冷却液。通过调节冷却液的温度及流量使被测驱动电机3的温度达到所需工况的温度范围，其中，冷却液选用在-40℃不会结晶的防冻液。
[0060]
下述为本申请方法实施例，可以用于执行本申请上述系统实施例。对于本申请方法实施例中未披露的细节，请参照本申请系统实施例。
[0061]
本申请第二实施例公开了一种电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试方法，所述方法应用于控制器2，所述控制器2位于本申请第一实施例所述的电动汽车驱动电机抗冷凝水测试系统中。
[0062]
测试开始之前，将被测驱动电机3安装至在测试台架1上，通过联轴器5将被测驱动电机3与陪测驱动电机4相连，接好通讯线束、高压三相线束和冷却水路后，做好密封工作。然后对被测驱动电机3进行气密性检测，气密测试合格后使用高低温试验箱7将被测驱动电机3罩住，密封好高低温试验箱7，保证高低温试验箱7内外空气不能互通才可进行测试。
[0063]
参见图2所示的工作流程示意图，所述电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试方法包括：
[0064]
s1、将高低温试验箱7内的温度控制在预设的第一温度范围内。
[0065]
s2、通过控制陪测驱动电机4以及被测驱动电机控制器6，使被测驱动电机3在最高转速、额定功率下运行预设第一时长。
[0066]
s3、通过控制所述陪测驱动电机4以及所述被测驱动电机控制器6，使所述被测驱动电机3在额定转速、额定功率下运行预设第二时长。
[0067]
实际操作中，控制陪测驱动电机4提供需求转速值，被测驱动电机3提供需求扭矩值，从而使被测驱动电机3处于需求功率下运行。
[0068]
s4、按照预设的循环次数，重复执行s2及s3的操作。在一种实施方式中，所述循环次数为六次。
[0069]
s5、循环结束后，控制所述被测驱动电机3停止运行，结束测试过程。
[0070]
进一步的，在执行步骤s2的过程中，所述方法还包括：
[0071]
通过控制冷却装置，调节冷却液的流量，使所述被测驱动电机3的温度在预设第三时长内稳定在预设的第二温度范围内，所述第三时长短于所述第一时长。
[0072]
进一步的，在执行步骤s3的过程中，所述方法还包括：
[0073]
通过控制所述冷却装置，调节所述冷却液的流量，使所述被测驱动电机3的温度在预设第三时长内稳定在预设的第三温度范围内。
[0074]
进一步的，所述第一时长为三小时，所述第二时长为两小时，所述第三时长为一小时。
[0075]
所述第二温度范围为t1±
2℃，t1为所述被测驱动电机3的最高许用温度减去10℃后所得的温度值。
[0076]
所述第三温度范围为t2±
2℃，t2为t1的大小减去40℃后所得的温度值。
[0077]
整个测试过程中，被测驱动电机的温度变化如图3所示，图中的t0及t0’
分别表示被测驱动电机静止的温度、被测驱动电机静置4小时后温度。
[0078]
进一步的，所述将高低温试验箱7内的温度控制在预设的第一温度范围内，包括：
[0079]
在预设的第四时长内，将所述高低温试验箱7的温度调节至预设的第一温度范围内，所述第四时长为一个小时，所述第一温度范围为-40
±
2℃。
[0080]
控制所述高低温试验箱7的温度预设第五时长内，始终稳定在预设的第一温度范围内，所述第五时长为四小时。
[0081]
进一步的，所述方法还包括：
[0082]
在测试过程中，若所述电动汽车驱动电机抗冷凝水测试系统发生绝缘故障，则判定所述被测驱动电机3的抗冷凝水性能不合格。
[0083]
进一步的，在控制所述被测驱动电机3停止运行，结束测试过程后，所述方法还包括：
[0084]
在预设第六时长内，判断所述被测驱动电机3的接线盒内是否存在冷凝水，以及检测三相绝缘电阻是否合格，所述第六时长为5分钟。
[0085]
若判断得到所述被测驱动电机3的接线盒内存在冷凝水，或者若检测到所述三相绝缘电阻不合格，则判定所述被测驱动电机3的抗冷凝水性能不合格。
[0086]
实际操作中，被测驱动电机3一停机，立即打开高低温试验箱7，拆开被测驱动电机3接线盒，观察接线盒内是否有冷凝水，使用绝缘测试表测量三相绝缘电阻是否合格。
[0087]
具体的，判断被测驱动电机抗冷凝水性能是否满足设计要求时，若接线盒内无冷凝水且三相绝缘电阻测试合格，表明被测驱动电机抗冷凝水性能满足设计要求；若接线盒内有冷凝水或三相绝缘电阻测试不合格，表明被测驱动电机抗冷凝水性能不满足设计要求。在测试系统运行过程中出现绝缘故障，也表明被测驱动电机抗冷凝水性能不满足设计要求。
[0088]
在执行步骤s2的过程中，若被测驱动电机3处于最高转速、输出扭矩为零时，被测驱动电机3温度持续上升，超过被测驱动电机3最高许用温度，无法稳定，可降低转速直至被测驱动电机3温度可处于稳定状态。
[0089]
在执行步骤s2及s3的过程中，若达到冷却装置的输出极限仍然达不到被测驱动电机3需求温度时，使冷却装置处于输出极限，并通过调节被测驱动电机3的输出功率，以达到被测驱动电机3需求温度。在这两个步骤中，刚开始被测驱动电机3的输出扭矩会随着温度的升高而降低，当输出扭矩下降时，通过适当增加输入扭矩使输出扭矩维持不变，从而保持输出功率不变。
[0090]
本申请实施例公开的电动汽车驱动电机抗冷凝水性能测试系统及方法，填补该技术领域的空白，可作为驱动电机抗冷凝水研发设计效果的验证，无需将驱动电机装车后再运往低温地区试验，只需安装在带有高低温试验箱的测试台架上，原理简单、可操作性高，降低人工成本、缩短试验周期，任何地区、一年四季都可进行试验。
[0091]
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请
的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。