當(dāng)前交通運(yùn)輸市場對混合動力和電動汽車技術(shù)的興趣激增，為了獲得這些產(chǎn)品所承諾的效率優(yōu)勢和綠色環(huán)保特性，在設(shè)計(jì)和制造過程中，專門適用于混合動力車和電動車的傳動系統(tǒng)和部件測試非常重要。

混合動力和電動傳動系統(tǒng)有幾個(gè)特點(diǎn)，使它們的測試與僅對內(nèi)燃（IC）系統(tǒng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)測試截然不同?；旌蟿恿碗妱酉到y(tǒng)使用再生制動，通常需要增加交流逆變器技術(shù)，變速器通常也更為復(fù)雜。

這些車輛通常還有幾個(gè)模塊控制單元（MCU），本質(zhì)上是小型車載計(jì)算機(jī)，用于控制發(fā)動機(jī)、變速箱和充電系統(tǒng)等主要子系統(tǒng)的功能。為了正確測試這些組件，測試系統(tǒng)需要能夠通過高速車載網(wǎng)絡(luò)與其中一個(gè)或多個(gè)單元進(jìn)行通信。新技術(shù)可確保進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y試，并實(shí)現(xiàn)混合動力汽車和電動汽車所承諾的能效優(yōu)勢。

混合動力/純電汽車傳動系統(tǒng)測試類型

混合動力或純電傳動系統(tǒng)測試在車輛開發(fā)的幾個(gè)階段進(jìn)行，每個(gè)階段都有重要作用。

工程測試 - 準(zhǔn)確的測量至關(guān)重要，這樣設(shè)計(jì)工程師才能從設(shè)計(jì)中挖掘每一點(diǎn)效率。大多數(shù)車輛使用由逆變器驅(qū)動的三相交流電機(jī)，因此需要復(fù)雜的功率分析儀來正確測量含有大量諧波的三相交流電。這些測試系統(tǒng)往往相當(dāng)復(fù)雜，通常也是最精密的，有許多元素需要測試和協(xié)調(diào)。

比如，過程測試和下線測試。下線測試通常用于驗(yàn)證生產(chǎn)過程中是否存在缺陷，以及組件是否符合規(guī)范要求。典型的測試包括操作驗(yàn)證、快速性能測試以及嚴(yán)格的測試，以驗(yàn)證高壓電氣系統(tǒng)是否正確隔離，從而確保在車輛中使用的安全性。

此外，還可以進(jìn)行過程測試，對產(chǎn)線上的部分組件進(jìn)行測試。這樣可以提高生產(chǎn)效率，并大大降低缺陷部件進(jìn)入成品階段的幾率。

再比如質(zhì)量控制測試，質(zhì)量控制（QC）測試通常是對一定比例的部件進(jìn)行測試，以驗(yàn)證其性能是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，并且相對沒有缺陷。例如，一家叉車公司可能會對一批進(jìn)口電機(jī)進(jìn)行質(zhì)量控制測試。SAKOR使用質(zhì)量控制測試來驗(yàn)證供應(yīng)商的這批貨的性能是否符合規(guī)定，以及在應(yīng)用現(xiàn)場是否會出現(xiàn)高故障率。這類測試系統(tǒng)通常不太復(fù)雜，因?yàn)樗槐叵窆こ滔到y(tǒng)測試那樣測量那么多條目，也不必達(dá)到那么高的精確度。

電氣系統(tǒng)測試

傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)測試通常測量轉(zhuǎn)速、扭矩以及一些溫度、壓力和流體參數(shù)，通常不需要對速度和扭矩進(jìn)行非常精確的控制，因此用于標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)燃機(jī)測試的測功機(jī)（如水閘和渦流測功機(jī)）無法滿足混合動力或電動動力系統(tǒng)所需的精度要求，也無法測試能量再生（發(fā)動機(jī)）的運(yùn)行模式。

新能源測試系統(tǒng)應(yīng)符合“既要、又要、還要”的理念，必須具備傳統(tǒng)系統(tǒng)的所有功能，同時(shí)還要能測試大功率再生電力驅(qū)動、高壓電池和充電系統(tǒng)，以及與任意數(shù)量的智能控制模塊進(jìn)行通信。

對于許多大型混合動力/電力傳動系統(tǒng)來說，使用更高電壓、更高效率的驅(qū)動系統(tǒng)是大勢所趨。從傳統(tǒng)的12/24伏直流電系統(tǒng)到使用240伏交流電的系統(tǒng)，通常只需要八分之一或更少的電流就能提供相同的功率。這不僅效率更高，而且只需更小/更輕的布線和更小的組件來傳輸能量。這就是為什么目前許多設(shè)計(jì)的工作電壓為800伏甚至更高，從而使車輛的效率更好。

混合動力車和電動車使用四象限電機(jī)/變頻器技術(shù)，這意味著電機(jī)可以控制任一方向的速度或扭矩：電機(jī)可以向前或向后加速、運(yùn)行和減速。要模擬/測試混合動力車或電動車的所有運(yùn)行模式，必須要有一臺能夠在任一方向上驅(qū)動或加載的四象限發(fā)動機(jī)測功機(jī)，而標(biāo)準(zhǔn)測功機(jī)無法測試系統(tǒng)在再生模式下的制動過程。

創(chuàng)建高效交流供電系統(tǒng)通常需要使用基于變頻器的三相技術(shù)，以精確控制系統(tǒng)中的電動馬達(dá)。這些系統(tǒng)往往非常高效，但也會在電力輸出中產(chǎn)生大量諧波失真。因此除了測功機(jī)之外，混合動力/電動汽車測試系統(tǒng)通常還包括一臺三相功率分析儀，該裝置專門用于測量存在大量諧波失真的大功率電氣值。

為了滿足對能夠全面測試混合動力和電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的需求，SAKOR開發(fā)了HybriDyne，這是一種綜合測試系統(tǒng)，用于確定混合動力傳動系統(tǒng)各方面的性能、效率和耐用性，涵蓋電動輔助（并聯(lián)式混合動力）、柴油電動（串聯(lián)式混合動力）和純電動汽車系統(tǒng)。

HybriDyne集成了SAKOR DynoLab 動力總成和電機(jī)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的組件，與一臺或多臺 AccuDyne交流整車測功機(jī)、單臺或多臺精密功率分析儀配合使用。模塊化設(shè)計(jì)的HybriDyne可通過單個(gè)系統(tǒng)測試單個(gè)機(jī)械和/或電氣組件、集成子組件和完整的動力傳動系統(tǒng)。

高壓電池模擬和測試

高壓電池和充電系統(tǒng)是混合動力車或電動車的關(guān)鍵部件，要準(zhǔn)確測試高壓混合動力或電動傳動系統(tǒng)，測試系統(tǒng)必須提供精確、可重復(fù)的高壓直流電源。由于電池性能會因充電狀態(tài)、環(huán)境條件和使用年限的不同隨時(shí)間發(fā)生變化，因此通常不能為混合動力/電動汽車測試系統(tǒng)的直流組件進(jìn)行供電。標(biāo)準(zhǔn)的成品電源無法匹配工作，因?yàn)槠錈o法吸收再生系統(tǒng)的電能，吸收了就可能損毀。

SAKOR還開發(fā)了固態(tài)電池模擬器/測試系統(tǒng)，專門用于測試高壓混合動力汽車電池，并在電力傳動系統(tǒng)環(huán)境中模擬這些電池。該系統(tǒng)的核心是一個(gè)高效的線性再生直流電源。再生模式下，吸收的電能又回溯至交流電源，而不是像上一代測試系統(tǒng)那樣作為廢熱耗散掉。這種方法大大提高了功率效率，并顯著降低了總體運(yùn)營成本。

將固態(tài)電池模擬器/測試儀與DynoLab相結(jié)合，可精確模擬高壓電池在實(shí)際條件下的反應(yīng)。由于其不受充電狀態(tài)變化的影響，因此能提供可重復(fù)的結(jié)果。同樣的設(shè)備在作為電池測試儀使用時(shí)，電池的充/放電曲線與實(shí)際車輛在實(shí)際道路上行駛時(shí)的充/放電曲線相同。

使用交流測功機(jī)和再生直流電源的優(yōu)點(diǎn)之一是，當(dāng)兩者結(jié)合在一起時(shí)，一個(gè)裝置吸收的電能可以再循環(huán)到測試系統(tǒng)中的另一個(gè)裝置。這大大降低了從交流電源汲取的電能，降幅高達(dá)85%至90%，從而顯著降低了總運(yùn)行成本，而且低維護(hù)要求也有助于降低運(yùn)行成本。

與控制模塊通信

與各個(gè)MCU的通信是混合動力或電動汽車測試系統(tǒng)必須具備的另一項(xiàng)功能。過去發(fā)動機(jī)主要由節(jié)氣門和點(diǎn)火裝置控制，現(xiàn)在發(fā)動機(jī)帶一個(gè)發(fā)動機(jī)控制單元（ECU），車輛可能有一個(gè)單獨(dú)的MCU來控制電力驅(qū)動，還可能有單獨(dú)的單元來控制變速箱和/或充電系統(tǒng)。

這些單元之間通常通過CAN、LIN、FlexRay等高速車載網(wǎng)絡(luò)通信命令和/或數(shù)據(jù)，要正確測試這種復(fù)雜的動力傳動系統(tǒng)配置，測試系統(tǒng)必須能夠同時(shí)有效地與這些控制單元進(jìn)行通信。

汽車、重型設(shè)備、軍事和航空航天業(yè)對混合動力車和電動車改善環(huán)境性能的前景充滿期待，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須采用符合這些技術(shù)需求的傳動系統(tǒng)測試程序。