新能源汽车用驱动电机控制系统的标定，具体试验流程是怎样的

电池、电机、电控是新能源汽车的三大核心部件，电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成。

驱动作为新能源汽车核心部件之一，其重要性不言而喻。相比传统工业电机，新能源汽车驱动电机有更高的技术要求。

比方最大电流，起步时的电流，堵转电流以及保护时间。

在运行中挂错档位如何保护？

撞车后的保护

短路后的保护

涉水

过热

振动

欠压保护

能量回收

绝缘安全

以电力驱动为主要形式的新能源汽车和传统的燃油汽车相比，其外观、车轮与地面的力学过程、转向装置、悬架装置和制动系统基本上是一样的，主要差别是采用了不同的动力系统。燃油汽车的内燃机是利用燃油混合气体在气缸内燃烧做功，推动汽车前行，而电动代是由蓄电池(或其他能量存储装置)提供电能，使电动机旋转产生机械能，驱动汽车前行

因此，新能源汽车的操控稳定性、平顺性及通过性与燃油汽车相同，制动性能除了增加再  制动性能外，也与燃油汽车相同，行驶性能的主要差异在于动力性和续驶里程上，而这两方面的性能与蓄电池的性能与特点直接相关。

小编带大家主要讨论新能源汽车的动力性和续败用  程这两方面的性能。

一、动力性能

与传统汽车相同，新能源汽车的动力性能也可以用最高车速、加速性能和最大爬坡度等  指标来描述。但是，由于电动机存在瞬时功率、小时功率和连续功率的概念，所以在性能指  标的理解中需要考虑这一因素，例如，爬坡能力所对应的电动机驱动功率就是运用了电动机的瞬时功率。

1、最高车速

最高车速是指在无风条件下，在水平、良好的沥青或水泥路面上，汽车所能达到的最大  行驶速度。按我国的规定，以1.6km长的试验路段的最后500m作为最高车速的测试区，共  往返4次，取平均值，单位为km/h。

2.加速性能

加速性能用加速时间来描述，包括汽车的原地起步加速时间和超车加速时间。原地起步  加速时间是指汽车从静止状态下，由第一挡起步，并以最大的加速强度(包括选择最恰当的  换挡时机)逐步换至高挡后，到某一预定的车速所需的时间。常用0~96km所需的时间(秒  数)来评价。超车加速时间，用最高挡或次高挡全力加速至某一高速所需要的时间。加速时  间越短，汽车的加速性就越好，整车的动力性随即提高，单位为秒(s)。

3.爬坡能力

爬坡能力用汽车的最大爬坡度来描述。最大爬坡度是指汽车满载时在良好路面上用第一  挡能够爬上的最大坡度。爬坡度用坡度的角度值(以度数表示)或以坡度起止点的高度差与  其水平距离的比值(正切值)的百分数来表示。

对于电动汽车的动力性能指标，国家标准GB/T18385--2005《电动汽车动力性能试验方  法》对实验条件、车辆准备、车辆状况、试验顺序和试验方法等都做了详细的规定。有兴趣 的读者可以参阅该标准。

二、续驶里程

续驶里程这一性能指标对于传统汽车而言，并不是特别重要。因为目前加油站的布局建  设已经比较合理完备，只要及时加油，传统汽车就可以持续行驶。而对于新能源汽车而言，  除了燃料电池汽车外，其他汽车都需要充电，而充电的过程相对较长，充电站的建设布局还不完备，一旦电量用完，就必须回到特定的充电站，用较长的时间进行充电后才可以继续行驶。因此，续驶里程这一指标对于新能源汽车显得尤为重要。

电动汽车的续驶里程是指电动汽车在其动力电池组充满一次电后，车辆在特定工况下可以连续行驶的最大距离。单位为千米(km)。对于电动汽车而言，续驶里程又分为标定续驶里程和普通工况续驶里程。标定续驶里程是指按照相关国标的规定，车辆加载规定的荷载，在无风、温度适宜的条件下，在平直无坡的硬路面上所能行驶的最大距离。标定续驶里程是国家技术主管部门用于测定电动汽车续驶性能的标准指标，这一指标的高低是判断不同型号电动汽车续驶性能优劣的标准。

而电动汽车在实际使用中，由于汽车工况和所行驶的路况与标定续驶里程测试时相差很大，所以两者之间有较大差距。例如，电动汽车行驶在下坡较多的路段，其实际续驶里程要大于标定续驶里程，而在上坡占多数的路段，实际续驶里程可能要远小于标定续驶里程。影响电动汽车续驶里程的因素主要有汽车行驶的环境状况、行驶工况、滚动阻力和空气阻力、电池的性能、电动汽车的总质量，以及空调、照明等辅助装置的能量消耗等。

新能源 汽车 的真实续航里程达不到标定续航里程，是否属于欺诈或虚假宣传？

这是一道判断题，答案如下。

哪个对了？

③是正确的答案。

可以说量产车的标定里程基本都不假，因为标定里程是通过NEDC、WLTC或国标工况法测试得出，以相同的方式测试总能开出相同或更多的里程，反之不以该模式驾驶就可能让续航缩减。但是法律认定的结果是这三种测试法得出并发布的结果，而不是数亿司机自己开出的、高低悬殊会很大的成绩；这样说是不是显得有些强词夺理了，感觉好像是这样，但从燃油车开始就一直都是这样。

这是燃油 汽车 会贴的小黄纸，上面标注的有综合工况（油耗）、城市工况和市郊工况，测试值都比较低，而真实的平均油耗往往要「 3L/100km」左右；如果说电动 汽车 跑不出标定续航里程属于欺诈的话，燃油车不也一样嘛，那么能够这么定义的话，怕是100%的车企都被会成为“被告”了。

想不想知道为什么跑不出测试油耗？

这还是需要看图片，曾经的油耗测试都是不上路的，是在室内的台架上架起驱动轮进行测试，温度是“T恤标准”、胎压很理想、道路拥堵也只是模拟，起步加速不会暴力，这样的测试必然能测出很低的油耗。尤其是理想的温度不仅对于电耗有影响，对于内燃机同样有相当程度的影响，低温会直接影响热效率。

回到电动 汽车 ，电动 汽车 的测试方式有三个模式，概念其实都是大差不差，测试环境相对理想、驾驶过程非常保守；所以测出的耗电量也会比较低——不要先关注续航，重要要去看电耗，之后去看动力电池组的容量。

之后可以按照这么一个标准去大致判断续航，标准如下：

假设测试耗电量为12kwh/100km，电池组容量为60kwh，那么不开空调的温和驾驶就能开到500公里，如果是以 80km/h的时速驾驶的话，这里可以负责任的说，实际续航可以超过500公里。因为电动 汽车 没有怠速的概念，在拥堵道路中等待过程不耗电，燃油车每小时能消耗1~3L不等的燃油。

个人驾驶车辆相对激烈一些，但并不是追逐竞驶那种无视法纪的无知，只是在不影响其他车辆的前提下提高自己的通勤效率；耗电量就要多出几千瓦，3kwh 1L汽油，所以也就相当于4L变5L/100km，那么续航里程就会变成60 15kwh 400km，续航缩减了吗？个人不认为这是缩水，因为您开的猛了，能量是守恒的。

冬季开启暖风确实会让续航缩减，但这些电能也不是平白无故的消失了，而是转化成为了热能；制暖使用的PTC模块耗电量相当大，就和烧水使用的“热得快”或取暖用的“油汀”差不多，为了提高车辆制暖效率，从冷车道高温的加温过程可以达到5kwh/1h（千瓦/时）的程度——取暖就要耗电，耗电就会造成续航缩短。

不过暖风系统最费电的是加热的过程，恒温后的电耗可以下降到2kwh/1h左右，平均下来就算增加2.5kwh的电耗吧；那么综合相对激烈的驾驶的耗电量，标准就要达到17.5kwh/100km，续航则会低至不足350公里。但到了这个时候往往会相对保守些的驾驶，整体续航还是能控制在400公里上下的。

这就是标定NEDC 500km的车辆的大致标准，严格来说不算销售欺诈，只是车企要把车辆最好的成绩体现出来，现实中也确实有些司机的驾驶风格和测试标准相当，比如日系车的司机就普遍保守，从燃油车的时代到现在一直都是这样，所以不能这么定义。

但是如果有些车辆标定的续航里程以最保守的驾驶风格都开不出来，同时再以NEDC或其他方式去验证也达不到的话，这个车就算是数据造假了，不过这样的车是几乎不存在的。

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可能是充电方法不当所致，认识电动车电池对充电工艺的基本要求，是分析各种充电技术的基础。电动车电池对充电的基本要求是：充电电流应小于或等于蓄电池可接收充电电流。否则，过剩的电流会使电解液过快地消耗掉，产生以下危害。

加大电动车电池的失水率，增加维护工作量，对于免维护电池，会造成超威电动车电池的早期失效；产生酸雾，造成环境污染，危害工人身体健康；使充电效率降低，造成能源的严重浪费。

充电过程，是放电电化学反应的逆反应过程，如果充答电电化学反应过程在内理想的状态下进行，这个过程应该是互为逆反应，即充入的电容量与放出的电量应基本相等。但在严重析气的状态下，有效充电电化学反应过程消耗的电能达不到总电量的40%，即浪费电能60%以上。

检修完还是有问题可以找当地经销商进行退换货处理。

VCU是新能源汽车的大脑，它通过对来自油门、刹车踏板、档位等位置的信息进行分析判断驾驶员的意图。VCU还检测车辆的速度、文图、电量、电压等信息，并根据车辆各项参数向车身的动力系统、电池系统等发送控制指令，指挥车辆行驶。该控制器对汽车的正常行驶、整车上下电管理、挡位管理、扭矩控制、附件控制、故障诊断与处理等功能起着关键作用。

MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元，是电动机的大脑。它在接收到VCU的车辆行驶控制指令后，及时控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。

BMS是新能源汽车的三大核心技术之一，它是新能源汽车电池系统正常工作、提高电池寿命并保证新能源汽车安全的关键技术。由于BMS的存在，当新能源汽车大电池出现早期损坏、过热、过载等情况时，及时保护电池并向司乘人员报警。

整车控制器功能说明

VCU是新能源汽车电控系统核心零部件，负责协调电机系统、电池系统、附件系统等按照统一的规则进行匹配运行VCU通过CAN总线对整车系统进行管理、调度、分析和运算,进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制、故障诊断和网络管理等功能。

电动汽车整车控制器基本上以下几项.

功能:

(1)整车上下电管理功能

控制整车上电、下电、OFF 档蓄电池充电、OFF 档高压用电、预约充电等功能。

(2)整车的挡位管理

控制DNR档位切换及相关变速器的切换。

(3)整车扭矩控制

解析驾驶员驾驶意图，或者接收无人驾驶模块的指令，对整车扭矩统一调配,包括扭矩需求、制动回馈功率、TCS、ABS、EPB等。

(4)整车附件控制

控制空调、转向、空压、DCDC. 散热泵、散热风扇、报警灯、蜂鸣器等附件的运转。

(5)故障诊断与处理

整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测，依照诊断需求，记录特定故障码，并根据不同的故障类别使车辆跛行或停车。

(6)系统保护

对高压电池许用功率和电机能力进行实时监控，并在限制状态下进行保护。

(7)标定参数

根据设计需求，确定待标定动力性参数及其他需响应的通信命令，如软件版本号读取\软件刷新日期读取等。

(8)整机工作模式管理

约束整机的休眠唤醒机制、报文周期及实时性等指标。

(9)整机工作模式管理

VCU与无人驾驶模块之间的信号交互及判断执行策略。

上下电

1.2系统控制原理

在无故障状态下，钥匙开关由OFF档到ON档的切换中，电池管理系统会将S2先闭合，然后再对s6闭合，此时会为充电机电容完成预充电，再将S1闭合，接着将S6断开，最为为电动汽车进行供电。BMS系统会将“上电完成”的信号发送给整车控制器。对于上述由OFF档到ON档的切换等一系列的系统操作良好时， ON档拧到START档的钥匙启动过程中，整车控制器会闭合S5, 然后对电机控制的高压部件完成预充电，再将S3闭合，对DC/AC使能进行输出，当将S5 断开时，就完成了整个上高压电流程操作，开始启动车辆。当START 档切换至OFF档时, 也就是进行下电流程的操作，具体是先将S3断开，然后将S4断开，再由VCU将下电指令发送给BMS，由 BMS发出断开S1、S2的指令并完成高压下电流程操作。

2电动汽车高压上下电控电路系统的操作实施

2.1高压上电控制逻辑实施

当OFF切换到ON档时，ON档信号被整车控制器所采集,并判断其高电平是否有效，若有效，会由继电器供电给电池管理系统，而电池管理系统会进行自检，结合是否进行“强制断高压”，将相应的故障信息发送到整车控制器，并对信息进行判断，当为无强制断高压故障状态时，会将上电指令发送给BMS。 然后由BMS系统发出闭合S2的控制命令，再对S6发出闭合命令，当外电压超过电池总电压的90%时，才将S1闭合，再断开S6， 最终将“上电完成”信号发送给VCU。而VCU收到信号后会延时0.5s 闭合S4,然后开始延时计时，将DC/DC 使能信号输出，此时DC/DC就会 供电给低压系统。当“START档”信号传输到VCU时，这个过程中如果没有出现电机控制器和电池发出的不允许预充故障，而制动开关信号的采集是高电平时，那么VCU就会将S5闭合。当MCU将信号发送给VCU并收到时，会将S3闭合，然后由DC/AC工作，输出交流电。在S3闭合反馈为有效时，会将S5断开，也就完成了本次的MCU上高压， 实现车辆启动。

2.2高压下电控制逻辑实施

ON档掉电信号发送给整车VCU并收到后，由VCU将输出电机转矩控制为零，此时会停止DC/DC、 DC/AC 的工作，持续1秒钟的时间，然后将S3断开。当S3断开的反馈信号发送给VCU，或者是在2s后将S4断开S4。而当S4反馈信号或延时3s 将信息发送给VCU, VCU会将“下电指令”发送给BMS， 由BMS将S1、S2按顺序断开，同时将“高压断开”信号发送给VCU， 而VCU收到信号后或者是延时4秒断开BMS供电接触器，也就完成了整个下电控制。

2.3非正常下电控制逻辑实施

当开关钥匙在ON档/START 档时，汽车出现了整车严重故障，此时系统会采取非正常下电流程。具体是ON档信号故障传送至VCU，就会在驱动系统、电池系统、绝缘这三种最高级故障中出现一种，使得VcU输出0电机扭矩，进行2秒延时，将闭合的S3断开，同时反馈接触器状态，当S3为闭合时，就会持续当前状态。当DC/DC、 DC/AC的使能信号保持50秒为有效的，那就会停止输出。若是三种故障中任意一个故障有效55秒，那么之就会将S4断开，同时反馈接触器状态，并将“下电指令”发送至BMS，等1秒过后，会将BMS进行低压电的切断。如果出现56秒钟内就有钥匙关闭的情况，此时VCU会马上进入和执行正常下电流程。

VCU主要功能有:①整车通信网络管理②整车工作模式控制③接收驾驶员指令，输出电机驱动扭矩，实现驱动系统控制④整车能量优化管理⑤监测和协调管理车.上其他用电器⑥故障处理及诊断功能⑦系统状态仪表显示。

整车控制器具体功能:

(1)接受、处理驾驶员的驾驶操作指令，并向各个部件控制器发送控制指令，使车辆按驾驶期望形势。

(2)与电机、DC/DC、蓄电池组等进行可靠通讯，通过CAN总线(以及关键信息的模拟量)进行状态的采集及控制指令的输出。

(3)接受处理各个零部件信息，结合能源管理但愿提供当前的能源状况信息

(4)系统故障的判断和储存，动态监测系统信息，记录出现的故障

(5)对整车具有保护功能，是故障的类别对整车进行保护，紧急情况可以关掉发电机及切断高压母线情况

(6)协调管理车上其他电器设备

整车控制器工作模式:

1.停车状态:纯电动客车处于停车状态，此时系统的主继电器断电，系统各个节点继续运2、充电状态:当纯电动客车处于停车状态下，插上充电插头或者按下充电按钮时，整车控制器组合仪表显示电池充电状态,并对电池工作状态实时监测电池ECU进入充电状程序，并强制切断动力电机继电器的贿赂电源。

3.启动状态:在整车控制器确定拔掉充电插头时，拨动汽车钥匙位置，这是系统中各个节点进入自检状态。

4、运行状态:拨动汽车钥匙位置到指定位置，整车控制器向电机ECU发送准备开车指令,整车控制器接收到就绪指令后，闭合主继电器，进入行车程序。同时，电池ECU进入电池管理程序。

5、车辆前进，后退状态:整车控制器通过对当前车辆功率的要求和蓄电池当前的状态计算并向电机控制器发出信号,动力电机控制器接收到方向信号和驱动转矩定制信号后，控制动力1电机进入运转状态,并根据方向信号并确定动力电机的转向，以及根据驱动转矩给定值信号确定动力电机输出转矩的大小，控制电机的输出功率以实现动力性目标。

6、回馈制动状态:当加速踏板回零而且制动踏板处于回馈制动区时，整车控制器发送符合回溃制动要求的负扭矩给电机ECU电机ECU进入发电程序，电池ECU进入电池回馈管理程序。

7.机械制动状态:制动踏板离开制动回馈区，电机ECU停止发电程序，整车控制器进入机械制动程序，电池ECU停止回馈。

8、一般故障状态: ECU 监测到一般故障，整车控制器(报警灯闪烁、通过CAN总线发送相关的报警信息，通知其他的节点)，整个系统降级运行。

9、重大故障状态:ECU 报警(紧急情况采用紧急呼叫指令通知其他节点)，必要时切断主继电器电源，系统停车。

导语：纯电动汽车动力总成中的转矩控制精度，是整车关注的关键指标之一，直接影响了整车的驾驶性、能耗优化、以及转矩突变时的响应时间。究竟什么是转矩精度？如何测试？转矩精度和系统哪些参数相关？又要如何在设计开发过程中将其限制在一个可接受的范围内？这些问题是我们关注的焦点。

关于转矩控制精度，分三部分解读：

1. 什么是转矩控制精度？

2. 转矩控制精度的测试方法

3. 转矩精度的估算

1. 什么是转矩控制精度

在《GB/T 18488.1-2015-电动汽车用电机及其控制器第1部分-技术条件》3.11中给出了转矩控制精度的定义：

解读：对于电动车电驱动系统，输出转矩范围大，精度需要分情况定义，标准中给出了偏差与百分比两种不同的定义方式，一般在低转矩段，采用转矩偏差定义，在高转矩段，采用百分比定义，如输出转矩0~100Nm，转矩控制精度±5Nm，大于100Nm，转矩控制精度±5%。

2. 转矩控制精度测试方法

《GB/T 18488.2-2015-电动汽车用电机及其控制器第2部分-实验方法》7.3.2 中已经具体地写明了转矩精度测试的方法：

解读： 标准中试验步骤已经写的很详细，BUT，从标出的重点中还可以看出，电机的运行温度与转速还未明确。而电控的标定过程，会在某特定温度与转速下进行，如定子70°C，转速3500rpm。在此条件下测试的转矩精度相对较高，然而若偏离了此温度或者转速，控制参数需根据电机温度模型自适应调整，温度模型的好坏对转矩精度还是有很大影响的，笔者认为测试中对转速与温度采样点也应有具体的规定。

3. 转矩精度估算

电动车电驱动中很难集成高精度的转矩传感器，所以大多电驱动生产厂商用电流电压及转速传感器以及电机设计的相关参数估算电机输出转矩，比如以下计算模型，分别是 转矩电流计算模型 和 转矩能量计算模型 ：

其中：

? f1,f2：计算函数

? T_estimate：估算转矩

? n：电机转速

? id,iq：d轴与q轴电流

? φd, φq：d轴与q轴磁链

? ud，uq：d轴与q轴电压

? T_friction：电机摩擦阻力

? T_iron：电机铁耗转矩损失

? Ploss_ac,dc：交流和直流母线损耗

我们知道了影响转矩计算的参数，我们再看下 电驱动系统的转矩控制图 ，看看哪部分对这些参数产生影响：

对照控制图，依据转矩估计的公式，我们可以分析出影响转矩精度计算的因素，大致可以分为三类：

i. 延迟：控制器计算延迟、直流电压获取延迟、调制延迟、电流传感器延迟

ii. 传感器精度：电流传感器、旋变

iii.电机参数，包括：

1）电机磁链偏差

2）电机磁链随温度变化的改变

3）定子电阻偏差

4）摩擦损耗偏差

5）铁耗的偏差

当然，考虑因素的越多越好，可以对每一点定量分析，如电流传感器精度±2%，旋变角度误差0.7°等，再依据蒙特卡洛法，可以对系统每个工作点的静态转矩精度做分析，这里不做详细展开，想详细了解的读者可以留言。

转矩控制精度的分析，可以对电驱动系统的性能提前预言，是初期设计以及系统改进阶段必要的步骤，这方面的测试标准也要随着控制技术的提高不断改进。

写在最后：关于”转矩精度估算“这一块，除了文中所示的电流和能量计算模型外，根据功能安全等级的不同，其计算模型和变量参数也有所侧重，这里仅示意说明，感兴趣朋友的可留言交流。

关于”转矩精度对整车性能的影响分析”这一块，涉及到控制策略和标定流程，了解有限，期待能得到同行专家的点拨。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

发动机标定，就是在发动机本体开发过程中及完成后，在发动机台架上对发动机的全部工况的控制进行标定。

前景和待遇一起说吧：过硬地技术在那儿都有好的待遇，以后新能源车是主流，只是时间问题，这就需要一个演变过程，具体时间也看国家政策。