1、Auto electric parts No.02，2023电机驱动系统检测报告生成系统开发与应用李敏，黄宜山，张春杨（中车时代电动汽车股份有限公司，湖南 株洲412007）【摘要】针对人工编制电动汽车电机驱动系统性能检测报告效率低、门槛高、品质差的问题，设计一款基于MATLAB的自动分析试验数据、自动计算试验结果并生成试验报告的系统，成功应用在某款电机驱动系统性能检测中。【关键词】电机驱动系统；检测报告；自动生成系统；MATLAB中图分类号：U463.6文献标志码：A文章编号：1003-8639（2023）02-0004-03Development and Application of A
2、Test Report Generation System for Motor Drive SystemLI Min，HUANG Yi-shan，ZHANG Chun-yang（CRRC Electric Vehicle Co.，Ltd.，Zhuzhou 412007，China）【Abstract】To solve the problem of low efficiency，high threshold and poor quality of manually compiling theperformancetestreportofelectricvehiclemotordrivesyste
3、m，asystembasedonMATLABisdesignedtoautomatically analyze test data，automatically calculate test results and generate test reports，which has beensuccessfully applied to the performance detection of a motor drive system.【Key words】motor drive system；test report；automatic generation system；MATLAB收稿日期：20
4、22-11-07为掌握电动汽车电机驱动系统的性能，需对驱动系统开展性能检测，出具检测报告。目前多数电机试验台具备检测报告自动生成的能力，但软件系统无法移植到办公电脑独立使用，无法与试验设备分开独立存在，在使用过程中有一定局限性。同时，因报告格式调整、试验标准修订、试验台过质保期，软件系统缺少针对性维护，导致试验台报告生成系统使用效果不佳，最终沦为人工编写检测报告。因此，会存在以下问题：检测人员需消耗大量时间、精力处理试验数据，工作效率极低；检测人员需熟练掌握试验国标，掌握试验数据的处理方式，对检测人员专业能力要求高；不同检测人员编制的检测报告存在差异性、存在人为失误的可能性，导致检测报告品质不
5、佳。针对上述问题，本文开发一款电动汽车电机驱动系统性能检测报告自动生成系统，该系统操作简单、移植方便，能够根据国家标准要求自动填写原始数据、计算检测结果、绘制检测曲线，按照检测报告模板格式自动生成电机驱动系统性能检测报告，能极大提高检测报告编制效率。1系统设计1.1设计工具选择MATLAB是一款主要用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境的软件。MALAB图形用户界面（GUI）是一种用户和计算机进行信息交流的工具和方法，有利于将软件系统编译成独立的.exe文件，用户无需安装庞大内存的软件环境就可运行，这给软件系统的设计、使用和传播带来极大便利。1.2功能分析
6、及要求电机驱动系统在研发阶段需开展如温升试验、转矩转速特性及效率、馈电特性、绝缘电阻、直流电阻、质量、稳态短路、外观检查、外形和安装尺寸、空载反电动势、耐电压、堵转转矩、接地电阻、抗失磁能力、超速等检测项目1-2。软件系统应该具有以下功能：将所有检测项目的原始数据、计算结果、计算过程值、曲线图片、判断结果和检测基本信息准确无误地按照报告模板格式填入检测报告；计算直流电阻检测项目电阻平均值，将线电阻换算为相电阻，计算三相电阻不平衡度；绘制温升试验检测项目电机、控制器温度变化曲线，计算温升值；绘制转矩转速特性及效率、馈电特性检测项目电机、控制器、驱动系统效率MAP图3和电机输入电流的MAP图，绘制
7、转矩转速功率外特性曲线图，计算效率平均值、高效率占比，检索最高效率值、最低效率值；计算空载反电动势检测项目平均值、不平衡度；检索堵转转矩项目最小转矩值和对应的堵转电流；计算抗失磁能力项目电动势平均值、偏离百分比；将计算值或测量值与判断依据进行对比判断检测项目是否合格；将检测报告、曲线图片保存在固定路径，便于查看分析。1.3数据电子表格模板设计1）本软件系统独立于试验设备，无法自动采集检测数据。2）使用电子表格承担数据存储的功能，用于存放检测项目原始数据、判断依据、检测样品基本信息。3）所有检测项目的原始数据存放在同一个电子表格不同工作表中，将工作表按照检测项目名称命名。4）检测人员按照表格固定
8、格式将数据填入表格，便于作者简介李敏（1989），男，工程师，主要从事新能源汽车整车和零部件试验的研究工作。新能源/New energy4DOI:10.13273/ki.qcdq.2023.02.001汽车电器2023年第2期软件系统读取使用。原始数据电子表格模板如图1所示。1.4检测报告模板设计检测报告模板主要包含报告封面、试验基本信息、报告正文、试验设备信息4部分内容。报告封面包含样品名称、样品型号、检测依据、委托单位、检测单位地址和电话信息；试验基本信息包含样品制造单位、样品编号、送样日期、检测项目、检测地点、检测日期、检测环境、检测结论、编制审核人员签字盖章等信息；报告正文包含每个检测
9、项目的详细检测方法、检测原始数据、计算过程、曲线图片、检测结果、检测图片、样品详细参数；试验设备信息包含设备名称、设备编号、计量有效期。1.5软件系统界面设计软件系统的操作界面基于MATLABGUI进行设计4-6。界面包含基本信息模块、选择项目模块、提示信息模块、操作按钮模块。软件系统界面架构如图2所示。1.6软件系统运行流程设计软件系统运行流程包含启动系统、导入原始数据、导入报告模板、选择检测项目、一键生成报告5个主要流程。数据导入过程中软件系统提示“导入失败”，则检查原始数据表格工作表是否有误。软件系统运行流程如图3所示。2软件系统功能实现软件系统界面包含样品基本信息、提示信息、操作按钮，
10、可单独选择检测项目或全选，通过点击“导入原始数据”、“导入报告模板”、“一键生成报告”3个按钮，可在2min内自动生成电机驱动系统性能检测报告，节约报告编制时间，极大提高了工作效率。软件系统界面如图4所示。3软件系统应用以某款永磁同步电机和控制器组成的电机驱动系统为例，对驱动系统开展温升、转矩转速特性及效率、馈电特性、绝缘电阻、直流电阻、质量、稳态短路、外观检查、外形和安装尺寸、空载反电动势、耐电压、堵转转矩、接地电阻、抗失磁能力、超速总共15个检测项目。人工编制报告需完成以下工作：计算直流电阻平均值、20下的标准值、三相不平衡度；计算空载反电动势的平均值、不平衡度；绘制额定温升试验和峰值温升
11、试验的电机、控制器温度曲线，计算温升值；绘制转矩转速特性曲线图、驱动电机系统效率MAP图，计算平均效率、高效率区占比，筛选效率最大值、最小值；绘制馈电特性曲线图、驱动电机系统馈电效率MAP图，计算平均效率、高效率区占比，筛选效率最大值、最小值；筛选最小堵转转矩值和对应的电机绕组电流值；计算抗失磁能力试验中反电动势的偏离百分比；将36张温升试验、转矩转速特性及效率、馈电特性曲线图片粘贴在报告中的相应位置；将大量原始数据、计算结果、试验信息分别填入不同表格。以上工作会消耗试验人员至少数小时。图1原始数据电子表格模板图2系统界面架构图图3软件系统运行流程图图4软件系统操作界面New energy/新
12、能源5Auto electric parts No.02，2023以内，而低压部件的百公里能耗变化率一般在3%7%以内。此外，低温下电池可用能衰减率在3%10%之间。因此，为了延长纯电动汽车的低温续驶里程、降低能耗，有如下改进措施。1）关于降低驱动系统阻力方面：建议采用新技术，尽可能减少温度变化对轮胎材料的影响，使其低温下也能维持较好的材料特性，以降低滚动阻力，提升低温续驶里程；同样地，润滑油特性也应尽量稳定，避免粘度随温度变化而变大。2）关于改善整车热管理方面：建议进一步研究节能空调、高效热泵，改善车内密封性，优化电池PTC加热策略，使电池既处于最佳工作温度，加热能耗又不至于消耗过多能量。将
13、未使用的再生制动功率直接转换为热能，用于加热系统部件，确保动力电池能够在最佳温度工作。电池温度的适当提升也有利于制动能量回收。3）关于提高电池可用能方面：结合电池充放电特性，改进电池组低温预热策略，平衡电池单体之间的温度，优化电池包结构，提高电池单体一致性，尽可能满足车辆低温行驶需求。参考文献：1刘滨，欧阳，刘博鑫，等.浅析低温环境下纯电动汽车续驶里程缩减的因素J.汽车工业研究，2022（1）：43-47.2朱成，刘建春，方凯正，等.基于用户习惯的纯电动乘用车低温续航里程变化分析J.公路交通科技，2021（2）：125-131.3宫闪闪，刘洪思，贾宁.冬季暖车对纯电动汽车低温续驶里程影响研究J
14、.农业装备与车辆工程，2018，56（12）：95-96.4Taggart J.Ambient temperature impacts on real-worldelectric vehicle efficiency&rangeC/2017 IEEE Tra-nsportation Electrification Conference and Expo（ITEC）.IEEE，2017：186-190.5JRMDelosReyes，ParsonsRV，HoemsenR.Winter Happens：The Effect of Ambient Temperatureon the Travel Ra
15、nge of Electric Vehicles J.IEEETransactions on Vehicular Technology，2016（6）：4016-4022.6Steinstraeter M，Heinrich T，Lienkamp M.Effect ofLow Temperature on Electric Vehicle Range J.WorldElectric Vehicle Journal，2021（12）：115-140.7张臣，赵阳，李颖林，等.使用工况对纯电动汽车续驶里程影响研究J.北京汽车，2020（5）：12-15.8GB/T 18386.12021，电动汽车能
16、量消耗量和续驶里程试验方法第 1 部分：轻型汽车S.9GB/T 18352.62016，轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）S.10李博，张朋，徐军辉，等.纯电动汽车行驶阻力影响因素和高低温阻力修正因子研究J.小型内燃机与车辆技术，2021（4）：63-67，77.11李松，曾董，彭文杰，等.电动汽车低温阻力构成及电耗影响研究C/2021 中国汽车工程学会年会论文集（2），2021：245-249.12Zhu G，Wen K，Lv W，etc.Materials insights intolow-temperature performances of lithium-ion batteriesJ.Journal of Power Sources，2015，300：29-40.13Guo S，Yun L，Lin L.Study on the performance oflithium-ion batteries at different temperatures C/20177th International Conference on Mechatronics，Comput
