一、車用電機(jī)測(cè)試技術(shù)發(fā)展總體情況其一、電力測(cè)功機(jī)的最高工作轉(zhuǎn)速向著高速化方向發(fā)展，超過20000r/min的高速電力測(cè)功機(jī)受到重視；其二、面向車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)下線性能檢測(cè)和質(zhì)量控制設(shè)備受到重視，成為了車用電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)縮短產(chǎn)品終端檢測(cè)時(shí)間、提高生產(chǎn)效率，降低檢測(cè)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證；其三、電機(jī)系統(tǒng)可靠性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入修訂階段，可靠性和故障診斷技術(shù)在測(cè)試臺(tái)架和車載檢測(cè)方面進(jìn)行了應(yīng)用研究，NVH特性測(cè)試、電磁兼容特性測(cè)試仍舊是行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)；其四、尋求為電機(jī)控制器單獨(dú)制定相關(guān)技術(shù)條件和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)更多企業(yè)進(jìn)入車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制行業(yè)；其五、電機(jī)測(cè)試技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化管理和云端平臺(tái)仍舊是建設(shè)現(xiàn)代化檢測(cè)平臺(tái)的方向之一，臺(tái)架系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)化、控制數(shù)字化、測(cè)試自動(dòng)化是趨勢(shì)，大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘成為分析的重要手段；其六、隨著碳化硅技術(shù)在電機(jī)控制器中的應(yīng)用，高效高頻復(fù)雜諧波條件下車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)測(cè)試精度的提高成為了研究重點(diǎn)；其七、基于電機(jī)控制器硬件在環(huán)的功率級(jí)電機(jī)模擬器逐步成熟，并在行業(yè)獲得應(yīng)用。1、國(guó)內(nèi)車用電機(jī)測(cè)試技術(shù)總體進(jìn)展及特點(diǎn)2018年，電力測(cè)功機(jī)仍是車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)性能測(cè)試的主流負(fù)載設(shè)備，在科研機(jī)構(gòu)和整車及零部件企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用。在技術(shù)實(shí)施過程中，采用電機(jī)對(duì)拖形式的電機(jī)性能檢測(cè)方式應(yīng)用規(guī)模較大，可以有效降低試驗(yàn)成本，同時(shí)，越來越多的企業(yè)購(gòu)置了采用專用軟硬件結(jié)構(gòu)的電力測(cè)功機(jī)，提高了試驗(yàn)精度。國(guó)產(chǎn)的專用電力測(cè)功機(jī)憑借較低的價(jià)格和良好的服務(wù)在應(yīng)用市場(chǎng)中占有一席之地，但是在試驗(yàn)臺(tái)架的協(xié)同控制、動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力、軟件性能和試驗(yàn)管理方面還存在諸多不足；與此同時(shí)，來自國(guó)外的專業(yè)化測(cè)功設(shè)備占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)的高端市場(chǎng)，在試驗(yàn)檢測(cè)過程的可靠性、檢測(cè)精度和硬件在環(huán)試驗(yàn)方面具有突出優(yōu)勢(shì)。以電力測(cè)功機(jī)作為負(fù)載主體形成了電機(jī)測(cè)試臺(tái)架的自動(dòng)化控制和檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，將測(cè)功設(shè)備、電池模擬設(shè)備、傳感器、檢測(cè)分析設(shè)備、硬件在環(huán)設(shè)備、被測(cè)電機(jī)等形成一個(gè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)化的試驗(yàn)平臺(tái)，利用軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制方法，提高了試驗(yàn)檢測(cè)的自動(dòng)化程度和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力。隨著驅(qū)動(dòng)電機(jī)向高速化和小型化發(fā)展，對(duì)更高工作轉(zhuǎn)速的電力測(cè)功機(jī)需求增強(qiáng)，15000r/min的最高工作轉(zhuǎn)速已經(jīng)開始不能滿足研發(fā)需要，超過20000r/min的高速電力測(cè)功機(jī)受到重視，但是受到控制技術(shù)和測(cè)功電機(jī)生產(chǎn)水平的限制，國(guó)內(nèi)測(cè)功機(jī)生產(chǎn)廠家所能提供的較為成熟的大功率測(cè)功產(chǎn)品基本在10000r/min之內(nèi)，還沒有形成對(duì)未來市場(chǎng)需求的技術(shù)支撐。另外，碳化硅高壓高頻高溫控制技術(shù)的應(yīng)用，以及“電機(jī)系統(tǒng)+減/變速器+差速器”集成結(jié)構(gòu)、電驅(qū)動(dòng)橋、輪轂/輪邊驅(qū)動(dòng)方式和48V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用為測(cè)試設(shè)備的制造和測(cè)試方法的更新提出了新的需求。車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的擴(kuò)大需要高效快速的自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備，一方面，在電機(jī)下線檢測(cè)過程中需要快速的連接和夾緊裝置以增強(qiáng)安裝的快速性和可靠性，國(guó)內(nèi)電機(jī)企業(yè)進(jìn)行了大量的夾具研制和開發(fā)工作，提高了安裝效率；另一方面，在下線檢測(cè)的快速性和自動(dòng)化方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)的研究還非常不足，檢測(cè)過程自動(dòng)化水平不夠，人工工作量較大，電機(jī)下線檢測(cè)時(shí)間偏長(zhǎng)，制約了電機(jī)高效產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)成本，自動(dòng)化和快速化的高效檢測(cè)設(shè)備成為了車用電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)縮短電機(jī)下線終端檢測(cè)時(shí)間、提高生產(chǎn)效率，降低檢測(cè)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證。國(guó)內(nèi)能夠提供較高自動(dòng)化程度的電機(jī)下線測(cè)功機(jī)的供應(yīng)商非常少，技術(shù)成熟度不夠，國(guó)內(nèi)車用電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)開始從國(guó)外引進(jìn)了部分相關(guān)設(shè)備以滿足大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需求。兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T18488.1-2015電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng) 第1部分：技術(shù)條件》和《GB/T18488.2-2015 電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng) 第2部分：試驗(yàn)方法》繼續(xù)用于產(chǎn)品的試驗(yàn)和公告管理，新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T36282-2018電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)電磁兼容要求和試驗(yàn)方法》也已經(jīng)公布，為電磁兼容測(cè)試提供了試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法。電機(jī)系統(tǒng)可靠性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入修訂階段，整車和電機(jī)企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)和技術(shù)討論工作。車用IGBT等關(guān)鍵零部件的標(biāo)準(zhǔn)受到重視。車用電機(jī)控制器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法被行業(yè)所關(guān)注，尋求為電機(jī)控制器單獨(dú)制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將為電機(jī)控制器技術(shù)指標(biāo)的完善奠定基礎(chǔ)，有利于擺脫了現(xiàn)階段車用電機(jī)和電機(jī)控制器只有一體化系統(tǒng)試驗(yàn)方法的制約，并引導(dǎo)更多的企業(yè)進(jìn)入車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制行業(yè)，促進(jìn)控制器水平的提高，為整車企業(yè)提供更多的控制器類型和廠家的選擇。車用電機(jī)系統(tǒng)的快速可靠性檢測(cè)和故障診斷技術(shù)獲得重視，常規(guī)的基于大樣本數(shù)據(jù)分析的可靠性試驗(yàn)體系和評(píng)價(jià)方法還沒有建立，影響了車用電機(jī)系統(tǒng)性價(jià)比的提高。基于異類傳感器信息融合的可靠性和故障診斷技術(shù)在測(cè)試臺(tái)架和車載檢測(cè)方面進(jìn)行了研究，有助于產(chǎn)品的可靠性分析和壽命預(yù)測(cè)，并為大批量生產(chǎn)的質(zhì)量保證提供技術(shù)支持。隨著產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展，車用電機(jī)系統(tǒng)的耐久性、電磁兼容性、NVH特性仍舊是測(cè)試和研究的熱點(diǎn)，影響了電機(jī)零部件產(chǎn)業(yè)化水平和性價(jià)比的提高。2018年，除了原有的單個(gè)臺(tái)架測(cè)試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化通訊技術(shù)、數(shù)字化控制技術(shù)和自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)需求之外，對(duì)多個(gè)測(cè)試平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化管理技術(shù)和云端技術(shù)也是平臺(tái)建設(shè)的新需求，從試驗(yàn)調(diào)度、試驗(yàn)安排，到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和數(shù)據(jù)挖掘等，都實(shí)施分級(jí)網(wǎng)絡(luò)化管理，更加注重試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和挖掘以促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品性能和可靠性的提高，更加注重云端平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸和管理，更好的服務(wù)于科研開發(fā)和生產(chǎn)制造。面向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器的硬件在環(huán)技術(shù)和設(shè)備越來越成為電機(jī)測(cè)試臺(tái)架的標(biāo)準(zhǔn)配置。電機(jī)測(cè)試臺(tái)架的整車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及負(fù)載的建模和實(shí)時(shí)模擬技術(shù)為新型電機(jī)和控制技術(shù)的開發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，也促進(jìn)了整車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)，有利于整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性的前期性能測(cè)試和驗(yàn)證，節(jié)省了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)時(shí)間。面向電機(jī)控制策略及軟件開發(fā)的信號(hào)級(jí)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)在控制策略開發(fā)和測(cè)試中獲得廣泛應(yīng)用，面向電機(jī)控制器的功率級(jí)硬件在環(huán)仿真技術(shù)開始受到重視，面向電機(jī)控制器硬件在環(huán)的功率級(jí)電機(jī)模擬器逐步成熟，國(guó)內(nèi)外企業(yè)已經(jīng)推出相關(guān)產(chǎn)品，并在行業(yè)中獲得應(yīng)用。2、國(guó)內(nèi)車用電機(jī)測(cè)試技術(shù)實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)突破點(diǎn)電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)字化控制和網(wǎng)絡(luò)化集成逐漸普及，在增強(qiáng)單個(gè)測(cè)功臺(tái)架自動(dòng)化水平的同時(shí)，多個(gè)測(cè)試臺(tái)架的協(xié)同管理成為了電機(jī)測(cè)試技術(shù)的新需求，依據(jù)客戶需求進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)和開發(fā)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)測(cè)試環(huán)境的集成化、網(wǎng)絡(luò)化管理，實(shí)現(xiàn)多個(gè)測(cè)試平臺(tái)的協(xié)同調(diào)度，實(shí)現(xiàn)電機(jī)測(cè)試過程中云端平臺(tái)的建設(shè)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析和電機(jī)系統(tǒng)的性能和功能的技術(shù)挖掘，為電機(jī)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展和測(cè)試設(shè)備功能的充分發(fā)揮提供了新的技術(shù)手段。國(guó)產(chǎn)的大功率電池模擬器開始推向市場(chǎng)，具有了與國(guó)外產(chǎn)品相當(dāng)?shù)撵o態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能，在電機(jī)測(cè)試臺(tái)架中的配置越來越普遍，性價(jià)比更高。電機(jī)模擬技術(shù)也獲得青睞，國(guó)際上推出了幾種電機(jī)模擬器產(chǎn)品，并開始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)的供應(yīng)商也適時(shí)推出了大功率電機(jī)模擬設(shè)備，提供了電氣接口和機(jī)械接口，具備性能分析功能和故障注入功能，為電機(jī)控制器開發(fā)提供了硬件在環(huán)技術(shù)模擬試驗(yàn)平臺(tái)。硬件在環(huán)技術(shù)可以結(jié)合車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)建模和車用電機(jī)建模，并實(shí)現(xiàn)功率級(jí)實(shí)時(shí)仿真功能。面向車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品下線性能和故障自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用增多，具備了電機(jī)的快速夾裝和工作區(qū)域的自動(dòng)化檢測(cè)功能，結(jié)合傳感技術(shù)，為電機(jī)產(chǎn)品的下線提供了高效快速的自動(dòng)化檢測(cè)，縮短了電機(jī)下線終端檢測(cè)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低了檢測(cè)成本，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。2018年公布了針對(duì)車用電機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也在車用IGBT、DC/DC等關(guān)鍵零部件模塊的性能要求和試驗(yàn)方法方面進(jìn)行了廣泛的討論，同時(shí)完成了電機(jī)控制器技術(shù)條件和試驗(yàn)方法相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建立的可行性及必要性分析，為引導(dǎo)車用電機(jī)系統(tǒng)及其關(guān)鍵零部件的研發(fā)、生產(chǎn)和試驗(yàn)提供了技術(shù)支撐。3、目前亟需解決的技術(shù)難點(diǎn)及解決方案目前亟需攻克車用電機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)過程中的若干關(guān)鍵技術(shù)問題，并促進(jìn)先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)提高和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。首先，需要提高電機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)過程中的高精度和高效性。充分利用自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等，增強(qiáng)測(cè)試裝置的高速數(shù)據(jù)采集和分析能力，減少自動(dòng)化試驗(yàn)過程中的人為調(diào)整和干涉，在機(jī)電協(xié)同方面增強(qiáng)電機(jī)性能檢測(cè)和標(biāo)定的效率。提高大功率電力測(cè)功機(jī)的最高工作轉(zhuǎn)速至20000r/min左右，適應(yīng)車用電機(jī)系統(tǒng)高速化和小型化的發(fā)展趨勢(shì)，并為碳化硅技術(shù)在車用電機(jī)控制中的應(yīng)用提供試驗(yàn)平臺(tái)。在檢測(cè)過程中，基于異類傳感器的信息融合和數(shù)據(jù)分析，采用電機(jī)故障診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所生產(chǎn)電機(jī)性能的評(píng)價(jià)和故障電機(jī)系統(tǒng)的快速篩選。其次，加強(qiáng)電池模擬器、電機(jī)模擬器等關(guān)鍵試驗(yàn)設(shè)備的軟硬件開發(fā)，提高產(chǎn)品可靠性，并與車用電機(jī)系統(tǒng)的測(cè)試臺(tái)架實(shí)現(xiàn)無縫結(jié)合。一方面要開發(fā)高精度的車輛傳動(dòng)系統(tǒng)模型庫(kù)以及人-車-路模型庫(kù)，為基于電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件在環(huán)試驗(yàn)提供模型基礎(chǔ)；另一方面要研究測(cè)試臺(tái)架與被試電機(jī)系統(tǒng)在試驗(yàn)檢測(cè)過程中的耦合關(guān)系，實(shí)現(xiàn)機(jī)電動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的準(zhǔn)確模擬，提高測(cè)試準(zhǔn)確性。加強(qiáng)車用電機(jī)系統(tǒng)可靠性、電磁兼容性、振動(dòng)噪聲等和產(chǎn)業(yè)化及產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)的試驗(yàn)方法研究，結(jié)合車輛的工作環(huán)境和負(fù)荷需求，考慮試驗(yàn)成本，加強(qiáng)試驗(yàn)方法對(duì)產(chǎn)業(yè)化的影響分析，合理設(shè)計(jì)試驗(yàn)條件，避免過強(qiáng)度考核和欠強(qiáng)度考核，為提高車用電機(jī)產(chǎn)品的性價(jià)比奠定基礎(chǔ)。加強(qiáng)電機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)研究，包括電機(jī)控制器、高速軸承、高耐壓絕緣材料、SiC MOSFET模塊、高效低噪聲硅鋼材料等，結(jié)合車載工況，研究技術(shù)條件，提出試驗(yàn)方法，開發(fā)專用試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備，這將為高性能車用電機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展提供開發(fā)、測(cè)試和驗(yàn)證平臺(tái)。2018年，車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)性能檢測(cè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)、高等院校、研究院所、整車企業(yè)和車用電機(jī)制造企業(yè)對(duì)車用電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證和技術(shù)對(duì)標(biāo)工作，《GB/T18488.1-2015 電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng) 第1部分：技術(shù)條件》和《GB/T18488.2-2015 電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng) 第2部分：試驗(yàn)方法》兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在電動(dòng)汽車產(chǎn)品認(rèn)證公告體系中使用，《GB/T36282-2018電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)電磁兼容要求和試驗(yàn)方法》公布并實(shí)施，整車和電機(jī)企業(yè)對(duì)此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重點(diǎn)關(guān)注，并進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)測(cè)試和性能分析。由于測(cè)試內(nèi)容范圍的擴(kuò)大和測(cè)試嚴(yán)酷程度的提升，測(cè)試成本和測(cè)試時(shí)間增加，但是也增強(qiáng)了對(duì)電機(jī)系統(tǒng)的可靠性和安全性的保障，測(cè)試結(jié)果暴露了國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段車用電機(jī)系統(tǒng)存在的技術(shù)短板，有利于進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)。“車用電機(jī)系統(tǒng)+減/變速器+差速器”集成結(jié)構(gòu)、電驅(qū)動(dòng)橋、輪轂/輪邊驅(qū)動(dòng)方式和48V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試方法在2018年獲得重點(diǎn)關(guān)注，但是國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的測(cè)試體系還不能充分滿足以上新產(chǎn)品性能測(cè)試及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需求，還沒有形成完善的測(cè)試方法，現(xiàn)階段主要是根據(jù)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行適當(dāng)修改以滿足試驗(yàn)測(cè)試的需要，或者基于廠家的設(shè)計(jì)參數(shù)或者整車單位的技術(shù)需求進(jìn)行特殊的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)測(cè)試方法不具有普遍性，專用的試驗(yàn)設(shè)備開發(fā)欠缺，測(cè)試結(jié)果的全面性和可行度不足，這就為新型測(cè)試設(shè)備的開發(fā)制造和測(cè)試方法的更新提出了更高的要求。同時(shí)，現(xiàn)有的測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法還無法滿足高壓高頻高溫碳化硅控制下的車用電機(jī)系統(tǒng)高精度測(cè)試需求，新的測(cè)試方法以至于測(cè)試設(shè)備還有待于進(jìn)一步研究。四、未來幾年車用電機(jī)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)在未來幾年，基于高性能交流電力測(cè)功機(jī)系統(tǒng)的電機(jī)測(cè)試平臺(tái)的數(shù)字化控制、自動(dòng)化測(cè)試和網(wǎng)絡(luò)化集成將更加普遍，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的測(cè)試臺(tái)架也將出現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動(dòng)測(cè)試技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)相結(jié)合，將推動(dòng)測(cè)試設(shè)備對(duì)電機(jī)功能的深度開發(fā)和充分利用；計(jì)算機(jī)仿真軟件、試驗(yàn)臺(tái)架和被試電機(jī)相結(jié)合的程度越來越大，分別依托于電機(jī)測(cè)試臺(tái)架、電機(jī)控制策略開發(fā)和電機(jī)控制器的硬件在環(huán)仿真和試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)將更為成熟，并成為技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。同時(shí)，由于碳化硅新技術(shù)在電力電子行業(yè)的應(yīng)用和普及，適用于高溫高頻高效控制條件下的電機(jī)及控制器的高精度測(cè)試技術(shù)將獲得發(fā)展。
