特斯拉、寶馬等廠(chǎng)家都已開(kāi)始生產(chǎn)實(shí)用型的高性能電動(dòng)汽車(chē)。上海交通大學(xué)汽車(chē)工程研究院副院長(cháng)殷承良教授在“2015汽車(chē)電子技術(shù)創(chuàng )新論壇（AETF）”上提到：“未來(lái)汽車(chē)的創(chuàng )新將集中于功能和應用的創(chuàng )新，這就帶來(lái)汽車(chē)電子的高速發(fā)展。而互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，也開(kāi)始集中進(jìn)入汽車(chē)行業(yè)，并以電動(dòng)汽車(chē)為切入點(diǎn)，這樣就繞開(kāi)了技術(shù)難度最高的發(fā)動(dòng)機與變速箱兩大件?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)有著(zhù)雄厚的資金，這必將帶來(lái)汽車(chē)行業(yè)的顛覆?！?/div>
汽車(chē)電驅化發(fā)展帶來(lái)測試方面新的挑戰。電動(dòng)汽車(chē)的測試有其特殊性：一是交流、直流、變頻驅動(dòng)、溫度、轉速、轉矩等眾多電參量、非電參量需要同步測量；二是除了實(shí)驗室的分立部件離線(xiàn)測試，也需要整車(chē)系統在線(xiàn)測量。這對測試系統提出了非常高的要求。有些公司采用客制化或自行開(kāi)發(fā)的系統，專(zhuān)為某個(gè)測試場(chǎng)景而設計，但是這些系統通常缺乏靈活性，難以擴展功能和維護，并且測試系統的整體精度溯源非常困難。這些缺點(diǎn)會(huì )導致測試受到阻礙，拖延產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程并且在測試目標發(fā)生改變之后，如電機驅動(dòng)從直流變?yōu)榻涣?，從同步變?yōu)楫惒街?，測試系統無(wú)法兼容，導致先前投資受損！
一電動(dòng)汽車(chē)電源控制器測試系統要求
電動(dòng)汽車(chē)電源控制器相當于傳統汽車(chē)動(dòng)力控制器，電源控制器由充電模塊和電力電子調速模塊構成，共同協(xié)作實(shí)現對電池包的溫度控制、充放電控制和對電機的驅動(dòng)，是電動(dòng)汽車(chē)的核心組件。由于電源控制器的輸入輸出電量通道數較多，信號波形多樣化，而且未來(lái)有向變頻異步電機發(fā)展的趨勢，所以測試系統不僅需要良好的可擴展性，而且需要專(zhuān)業(yè)的變頻電量的計量?jì)x器來(lái)確保測試的準確度！
特斯拉電動(dòng)汽車(chē)電源控制器系統構成
二傳統功率分析儀對電動(dòng)汽車(chē)電源控制器測量的局限性
傳統功率分析儀針對的測試對象是正弦波。但是對于電動(dòng)汽車(chē)電源控制器，其要測試的參量，卻不是那么簡(jiǎn)單，至少涉及三個(gè)方面：
1、電池包交流充電時(shí)輸入的工頻電量
2、電池包放電輸出的直流電量
3、電機驅動(dòng)器輸出的變頻電量
目前很多電動(dòng)汽車(chē)電機驅動(dòng)器輸出電量是經(jīng)過(guò)整流的直流電，但隨著(zhù)特斯拉為代表的高性能電動(dòng)車(chē)的發(fā)展，采用變頻技術(shù)驅動(dòng)的交流電動(dòng)機所占比重越來(lái)越大，被測對象的變化導致了對測試儀器的需求同步變化。
要明確的是，變頻電量不僅僅是頻率發(fā)生了變化那么簡(jiǎn)單！如頻率為50Hz、有效值為100V的PWM波，采用不同儀表，測量結果可在100~1000V甚至更寬的范圍內變化！頻率測量5%的誤差，對于正弦電量的影響一般在0.01%之內，而對變頻電量的影響可能達到100%！
傳統功率分析儀如日本橫河、美國福祿克、泰克、德國ZES等，在面對電動(dòng)汽車(chē)測試時(shí)，電壓、電流經(jīng)過(guò)信號變送后，轉化為適合采集的電參量輸入到二次儀器進(jìn)行AD轉換和頻率測量。市面上絕大多數示波器及功率分析儀均采用這樣的構架，但該構架在應用到變頻功率分析儀上至少存在以下兩個(gè)問(wèn)題：
一是信號變送、信號傳輸和信號采集階段的誤差是累積的，系統精度受傳感器、傳輸線(xiàn)纜和采集設備三個(gè)階段的影響，且每個(gè)階段又與被測信號帶寬、基波頻率、功率因數和外部的電磁干擾、溫度等有關(guān)，這導致系統精度難以評定。
二是變頻測量往往在電磁環(huán)境惡劣的工業(yè)現場(chǎng)。為盡量減少線(xiàn)纜引入的干擾，一次端傳感器與二次儀表的距離需要盡量靠近，導致部署要求高，難度大。就算這樣，在實(shí)驗室校準的儀器實(shí)際測量時(shí)精度也容易出現偏差。
傳統功率分析儀組成及精度分析
所以，若采用傳統功率分析儀對電動(dòng)汽車(chē)電源控制器高精度測試需滿(mǎn)足以下三個(gè)要素：
1、選擇系統精度可溯源的測試系統；
2、選擇合適的傳感器與量程；
3、最大限度減少測試過(guò)程中的電磁干擾。
三WP4000測量電動(dòng)汽車(chē)電源控制器的優(yōu)勢
WP4000全系列具有從0.1mA~7000A、1mV~15KV、100kHz帶寬的直測能力和全局可溯源精度！這樣寬的量程和帶寬指標使其能夠很好的適應現在和未來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)測試場(chǎng)景。
基于前端數字化的儀器架構，可以最大限度體現測量前端的通用性，更改后端計算機系統中的軟件，就可以更改儀器的屬性。例如：在帶寬和測量范圍滿(mǎn)足的前提下，銀河電氣的DT數字變送器加上必要的軟件，可以構建出任意電量的、非電量（需要增加對應的傳感器）的測試儀器系統。更改軟件并對硬件略作配置，WP4000功率分析儀可變?yōu)殡妱?dòng)汽車(chē)電機測試儀、電池測試儀、整車(chē)在線(xiàn)監控系統等。
WP4000變頻功率分析儀構建的電動(dòng)汽車(chē)驅動(dòng)系統效率測量的由電量測量系統和非電量測量系統兩部分組成。由于支持電壓、電流、功率等的電量和轉矩、扭矩、溫度等非電參量的同步測量，使得電機測試在WP4000上能夠一站解決所有測量。該方案被廣泛應用在各型電機實(shí)驗臺中。
電動(dòng)汽車(chē)電池組為整個(gè)系統提供直流電源，直流進(jìn)入電機控制器逆變成三相交流電給汽車(chē)電機供電，汽車(chē)電機帶動(dòng)軸承旋轉實(shí)現電動(dòng)汽車(chē)的移動(dòng)，電機控制器接收電機轉速等信號反饋到儀表，當發(fā)生制動(dòng)或者加速行為時(shí)，控制器控制變頻器頻率的升降，從而達到加速或者減速的目的。SP1變頻功率傳感器測量電池組的電壓、電流、功率等電量參數，SP2測量電機控制器逆變輸出的電量參數，扭矩傳感器測量汽車(chē)電機的軸功率，SP1和SP2組成的測試系統用來(lái)測量電機控制器的效率，SP2與軸功率測試系統用來(lái)測量汽車(chē)電機的效率。
WP4000構建的電動(dòng)汽車(chē)驅動(dòng)測試系統
四WP4000構建的電動(dòng)汽車(chē)電源控制器測試系統
電動(dòng)汽車(chē)電機驅動(dòng)系統只是電動(dòng)汽車(chē)電源控制器的一部分功能，接下來(lái)我們來(lái)看以WP4000變頻功率分析儀為基礎構建的電動(dòng)汽車(chē)電源控制器測試系統。
特斯拉電動(dòng)汽車(chē)電源控制器系統測試方案
單臺WP4000支持6回路電參量的測量，其前端功率單元--- SP系列功率傳感器或DT數字變送器將電壓/電流測量通道集成于一體。所以，我們用一或兩臺功率單元即可實(shí)現對兩相或三相交流輸入電量的準確測試，另外兩臺實(shí)現對電池系統的輸入輸出電量監測，最后兩臺實(shí)現對電機的監測。此外，轉速、溫度等非電參量還可以通過(guò)485接口同步輸入。這樣，依托一臺WP4000，整個(gè)電動(dòng)車(chē)電源控制器的輸入輸出參量盡在掌握之中。
銀河電氣的SP系列傳感器及DT系列數字變送器都具有很寬的準確限值測量范圍，如選用SP系列690V的最基礎模塊，SP691201X，該模塊支持從5V到1035V電壓，1A至400A電流，從直流到400Hz基頻的電量測試，功率因數從0.01到1的范圍內其測量準確度指標保持在標稱(chēng)指標。因此，無(wú)論是直流電機、同步電機還是異步電機，都能夠適應！
提高測試精度，關(guān)鍵在于選擇合適的測試設備和方案！實(shí)現對電動(dòng)汽車(chē)電源控制器的精確測試，適應未來(lái)測試潮流，保護現有投資，選擇能準確測量變頻電量的功率分析儀是關(guān)鍵。
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