一、市場(chǎng)背景
全球能源危機(jī)與環(huán)境污染促使新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。我國(guó)將其作為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)扶持，帶動(dòng)市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示，2024年我國(guó)驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝機(jī)量達(dá)1209萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)45%，標(biāo)志著該領(lǐng)域已進(jìn)入規(guī)?；瘮U(kuò)張階段，為產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)重大機(jī)遇。
二、應(yīng)用需求
新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是決定車(chē)輛續(xù)航、動(dòng)力和安全的核心部件。電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單電機(jī)測(cè)試是驗(yàn)證其性能和可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國(guó)家相關(guān)部門(mén)陸續(xù)推出多項(xiàng)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，明確要求電機(jī)效率≥95%、功率密度≥2.5kW/kg，并建立完善的測(cè)試驗(yàn)證體系，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供有力保障。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)家分別從電機(jī)臺(tái)架測(cè)試條件、測(cè)試設(shè)備、測(cè)試項(xiàng)目及方法等多個(gè)方面進(jìn)行了規(guī)范，來(lái)確保其性能、安全性和可靠性符合規(guī)范，部分標(biāo)準(zhǔn)如下：
1、測(cè)試難點(diǎn)
電機(jī)臺(tái)架測(cè)試難點(diǎn)貫穿整個(gè)測(cè)試過(guò)程，主要難點(diǎn)可概括為高頻動(dòng)態(tài)的信號(hào)采集問(wèn)題、外部器件引入的相位偏移問(wèn)題、多通道測(cè)量同步性問(wèn)題、高次諧波高精度測(cè)量問(wèn)題等方面。
(1)高頻動(dòng)態(tài)的信號(hào)采集問(wèn)題：電機(jī)在啟停、負(fù)載突變、故障模擬等場(chǎng)景下，會(huì)產(chǎn)生毫秒級(jí)甚至微秒級(jí)的瞬態(tài)響應(yīng)(如扭矩峰值、轉(zhuǎn)速波動(dòng)、電流沖擊)，要求分析儀采樣率和響應(yīng)速度需匹配電機(jī)高頻動(dòng)態(tài)特性，避免信號(hào)失真。
(2)外部器件引入的相位偏移問(wèn)題：電機(jī)臺(tái)架測(cè)量需借助電壓/電流傳感器，這就要求電壓、電流信號(hào)經(jīng)過(guò)傳感器后進(jìn)入分析儀的時(shí)間偏差必須極小且匹配，否則功率因數(shù)(PF)的計(jì)算會(huì)出現(xiàn)偏差;
(3)多通道測(cè)量同步性問(wèn)題：臺(tái)架測(cè)試需從電池、控制器到電機(jī)轉(zhuǎn)速/扭矩的同步測(cè)量，要求通道間無(wú)時(shí)延差，確保相位、幅值對(duì)比的準(zhǔn)確性，對(duì)多通道同步采樣和計(jì)算速度要求高;
(4)高次諧波高精度測(cè)量問(wèn)題：臺(tái)架運(yùn)行過(guò)程中由于轉(zhuǎn)速的改變，會(huì)對(duì)各信號(hào)產(chǎn)生諧波影響。在不能影響電參數(shù)測(cè)量的基礎(chǔ)上，需實(shí)現(xiàn)對(duì)多路信號(hào)同步諧波對(duì)比分析，特別是高次諧波的分析，否則測(cè)量結(jié)果會(huì)嚴(yán)重失真。
三、解決方案
艾諾儀器深耕測(cè)試行業(yè)多年，針對(duì)電機(jī)臺(tái)架測(cè)試過(guò)程中的難點(diǎn)，全新研發(fā)推出了高精度多通道功率分析儀ANPA4000系列。其具備寬頻帶高精度測(cè)量、多信號(hào)同步測(cè)量、多通道同步測(cè)量及高次諧波分析的特點(diǎn)，可精準(zhǔn)測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入輸出效率。其模塊化功率輸入單元支持靈活配置，可根據(jù)測(cè)試需求快速更換不同規(guī)格模塊，顯著提升測(cè)試場(chǎng)景適應(yīng)性和整體效率。
(1)寬頻帶高精度測(cè)量：ANPA4000全面提高測(cè)量性能，采樣率高達(dá)2MS/s，支持1MHz測(cè)量帶寬，同時(shí)采用新型運(yùn)算放大電路，基本精度達(dá)到0.03%*讀數(shù)+0.05%*量程，有效保障了結(jié)果準(zhǔn)確性，可滿(mǎn)足絕大多數(shù)電機(jī)臺(tái)架測(cè)量場(chǎng)景。波形繪制采用Peak_Peak技術(shù)，精準(zhǔn)捕捉波形細(xì)節(jié)，真實(shí)還原電機(jī)復(fù)雜信號(hào)特征;
(2)多信號(hào)同步測(cè)量：支持多路信號(hào)獨(dú)立相位偏移補(bǔ)償。根據(jù)不同信號(hào)頻率不同測(cè)量通道，精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)相位控制，有效消除電機(jī)臺(tái)架測(cè)量過(guò)程中因使用互感器導(dǎo)致的固有相位偏移;
(3)多通道同步測(cè)量：可靈活配置為多通道單相、三相三×3、三相四×3、四相(DC+三相三)等模式，最多配置8個(gè)同步測(cè)量單元。并推出全新的電機(jī)測(cè)量模塊，每塊配置單獨(dú)FPGA計(jì)算模塊，可實(shí)現(xiàn)最多4臺(tái)電機(jī)的扭矩、轉(zhuǎn)速、效率等參數(shù)的快速計(jì)算;
(4)高次諧波分析：各通道可同時(shí)進(jìn)行諧波分析，最高 500
次諧波測(cè)量，失真度分析，可直觀顯示各次諧波含量和總含量，精準(zhǔn)分析出在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的高次諧波。
四、結(jié)語(yǔ)
艾諾儀器深耕測(cè)試領(lǐng)域三十余年，創(chuàng)新推出的高精度多通道功率分析儀ANPA4000系列，已成功應(yīng)用于電機(jī)臺(tái)架測(cè)試、電動(dòng)汽車(chē)電性能檢測(cè)、充電樁測(cè)試及光伏逆變器老化分析等場(chǎng)景。該產(chǎn)品以0.03%*讀數(shù)精度、1MHz帶寬等卓越性能，精準(zhǔn)滿(mǎn)足行業(yè)技術(shù)指標(biāo)要求，其創(chuàng)新的多通道同步測(cè)量與諧波分析技術(shù)，有效解決了行業(yè)測(cè)試難題，并已獲得行業(yè)頭部企業(yè)的規(guī)?；瘧?yīng)用驗(yàn)證，現(xiàn)已成為驅(qū)動(dòng)電機(jī)測(cè)試領(lǐng)域的標(biāo)桿解決方案。
