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续航问题成心头刺,电动汽车的动力总成效率有啥猫腻

2017-05-09

  電動汽車當前發展迅猛,但其續航能力一直都是用戶心里的一根刺,關于電動汽車續航,這里就不老生常談電池了,而是談談關于動力總成的效率問題。

  關于提升續航里程,目前大家主要關心的主要集中于電池,因為電池的容量及功率密度是汽車續航的主要決定因素。但大家知道,電池只是提供電力的部件,如果汽車上動力總成(電控、電機、變速箱等)的效率不好,即使提升電池的容量,也無法有效提升電動汽車的里程的。所以對電動汽車動力總成效率的測試就顯得十分重要。

  關于電動汽車的動力總成的效率測試,目前主要都是用基于效率MAP圖的測試分析方法。

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  Map圖測試對象

  具體測試方法在《GB T 18488-2015 電動汽車用驅動電機系統》 的高效工作區測試條目下有著詳細的記載:

  被試驅動電機系統處于熱工作狀態,驅動電機控制器的直流母線工作電壓為額定電壓,驅動電機系統可以工作于電動或饋電狀態;

  在不同的轉速和不同的轉矩點進行試驗,根據需要記錄驅動電機軸端的轉速、扭矩,以及驅動電機控制器直流母線電壓和電流、電機輸入交流電壓和電流等參數;

  按照效率=輸出功率/輸入功率的公式計算各個試驗點的效率值;

  按照GB/T 18488.1-2015中5.4.9.2對高效工作區的要求,統計符合條件的測試點數量,其值和總的試驗測試點數量的比值,即為高效工作區的比例;

  鼓勵獲取驅動電機、驅動電機控制器及驅動電機系統的高效工作區。

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  電動汽車驅動系統效率MAP圖

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  電動汽車驅動系統效率MAP圖(立體)

  一般來說,MAP圖測試結果中顏色偏紅的范圍越大,意味著電機的高效區分布越廣,在不同的運行工況下表現更加節能,能更好的提升續航里程。

  另外大家在上圖中也能看到,電機在低速區的效率表現是比較差的,這也是電機的一個老大難問題了。針對這點,現在很多車廠是采用電機+變速箱的方案,通過變速箱的轉換,在汽車啟動、滑行等需要大扭矩輸出的工況下,保持電機運行在高速區進行輸出,保證其效率。目前變速箱行業也非常成熟了,變速箱帶來的效率損耗相比與電機在低速時的低轉換效率表現更好。當然,變速箱本身也有重量,在一定程度上也是增加了整車的負荷,這個問題就需要具體的汽車設計工程師去權衡了。

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  MPT系列電機測試系統上整合面向新能源汽車的特殊測試項目——MAP圖試驗,為廣大電動汽車動力總成設計者提供優秀的測試解決方案。根據GB/T 18488-2015電動汽車用驅動電機系統試驗標準,需要對新能源汽車驅動系統進行MAP圖測試,獲取該電控、電機及系統在電動及制動狀態下,各自的效率特性和高效區分布情況。MAP圖實際測試結果如下圖:

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  MPT電機測試系統內置MAP自動化測試功能,可以根據用戶預先設置的加載情況,自動控制負載和被試電機進行對應的工況加載,獲取不同工況下的效率,最終把海量的測試數據整合成一張MAP圖,直觀地為分析電機的效率特性和高效區分布情況。


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