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电动汽车驱动电机额定功率的确定和验证方法

符敏利;李益丰;李蓉;史文波;彭俊【摘要】电动汽车用驱动电机的运行特点为典型的断续周期工作制，其额定参数的确定和验证方法对保证驱动电机的可靠性和避免过设计非常重要。根据驱动电机的运行特点，介绍确定额定功率的方法，提出驱动电机输出能力试验验证方法。%Theoperatingfeatureofthedrivemotorforelectricvehicleisatypicalintermittentperiodicduty.Thedeterminationandverificationmethodofratedparametersareveryimportanttoensurethereliabilityofthedrivemotorandavoidexcessivedesign.Basedontheoperatingcharacteristicsofthedrivemotor,themethodofdeterminingtheratedpowerwasintroducedandthetestingverificationmethodsoftheoutputcapabilitywereproposed.

【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷)，期】2014(000)006【总页数】4页(P56-59)【关键词】电动汽车;驱动电机;额定功率;温升考核;试验验证【作者】符敏利;李益丰;李蓉史文波;彭俊

【作者单位】湖南南车时代电动汽车股份有限公司，湖南株洲412007;湖南南车时代电动汽车股份有限公司，湖南株洲412007;南车株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲412001;南车株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲412001;南车株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲412001

【正文语种】中文【中图分类】TM306

0引言

电动汽车驱动电机运行特点与传统工业电动机运行特点截然不同。传统工业电动机运行时的负荷和转速基本保持不变。电动汽车驱动电机的运行负荷随时间不断变化，是典型的断续周期工作制。通常为了试验方便，可以将变化的负荷等效为一个确定的负荷，即以额定功率进行试验。

根据电机学原理［1］，驱动电机的有效体积与额定转矩和工作时间密切相关，因此额定功率的确定和温升验证方法对保证电动汽车动力性、驱动电机的可靠性，及避免过度设计非常重要。

目前，已有文献提出了电动汽车用驱动电机额定功率的确定方法，主要有3种方式：(1)将峰值功率除以过载系数即为额定功率［2］；(2)将电动汽车最高车速驱动电机所需要的功率作为额定功率［3］；⑶基于工况分析法确定电机额定功率［4］。

其中，方法(1)和(2)没有考虑具体运行线路情况；方法(3)尽管考虑了运行工况，但没有考虑驱动电机的具体特性和参数。

验证驱动电机能否输出规定功率的考核方法是在试验台上对驱动电机进行温升试验。目前，通用的试验有额定工况和峰值工况的温升试验。

本文在介绍电动汽车对驱动电机动力需求和驱动电机运行特点的基础上，提出基于等效温升法和等效电流法两种方法确定额定功率，并探讨了驱动电机输出能力的验证方法。

1电动汽车对驱动电机的动力需求

驱动电机作为电动汽车的动力，其作用：(1)在牵引工况，将储能系统的电能转换成机械能，以保证驱动电机动力性能；（2）在制动工况，将车辆的动能转换成电能给储能系统充电。

电动汽车对驱动电机的动力需求集中体现在驱动电机的转矩-转速特性。

驱动电机保证电动汽车达到所规定的动力性能。对于牵引工况，动力性能包括爬坡性能、加速性能以及最高速度下的剩余加速度性能，所需要的转矩-转速特性的最大外包络线，即为驱动电机转矩-转速特性，如图1所示。已有比较成熟的分析方法计算该特性。

图1驱动电机转矩-转速特性（牵引工况）

对于牵引工况，该曲线包括3段：（1）低速恒转矩阶段，其作用是保证车辆的爬坡度和加速性能；（2）恒功率阶段，其作用是保证车辆到一定速度下的加速时间；（3）自然特性，即功率与转速成反比，其作用是保证车辆在最高车速下的性能。

该曲线包括了目前最常用的峰值转矩Mmax、峰值功率Pmax两个典型参数。

2驱动电机的运行特点

电动汽车在实际运行中，并不是经常运行在最大包络线特性上。对于纯电驱动电机，其运行状态一般包括起动加速、恒速、制动减速和停车等阶段；对于混合动力汽车，运行状态类似。运行工况为典型的断续周期工作制，即GB755—2008［5］规定的S9。针对不同的线路特点，各国规定了电动汽车不同的典型运行工况，中国典型城市运行