CN103472390B - 电机测试用电机对拖平台及其复合电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机测试用电机对拖平台及其复合电源系统，电机测试用电机对拖平台包括监控系统和试验台架，该试验台架上设有被测电机、被测电机控制器、负载电机、负载电机控制器，还包括复合电源系统，该复合电源系统包括第一母线和第二母线，所述被测电机控制器连接第一母线，负载电机连接第二母线；本发明复合能源电源系统在保证供电的情况下，更真实的模拟整车高压电源系统电压平台，通过上位机的控制，实现电池升压向超级电容充电的可控能量流动，从而可以使试验台架的电容端输出电压平台在一个宽变化范围，更加接近实车电源系统。

Description

电机测试用电机对拖平台及其复合电源系统

技术领域

本发明涉及电机测试用电机对拖平台及其复合电源系统。

背景技术

在新能源汽车中，能源系统、电驱动系统、整车控制系统是其三大核心技术，而驱动系统的检测方案尤为重要。目前的电机系统测试方案，针对整车电机系统测试往往需要借助于电机对拖来实现测试目的，而目前的电机对拖试验存在一定的不足：1、电机特性是不同电压下的外特性，由于电压平台单一，同一种电机对拖无法准确测试电机的特性；2、大功率测功机的成本往往很高；3、大功率稳压电源测试往往难于贴近实车工况，各类参数需要实车进行校准。

申请号为201310045696.5、名称为“用于电机测试的电机对拖平台”的中国专利申请公开了一种电机对拖平台，包括上位机、被测电机、负载电机、联轴器和两个电机控制系统，适用于小型电机测试对拖平台，但是该电机对拖平台的电压平台单一，难于贴近实车供电情况，造成同一种电机对拖无法准确测试电机特性的问题。

发明内容

发明的目的是提供一种电机测试用电机对拖平台及其电源系统，以解决现有电机对拖平台的电压平台单一，造成同一种电机对拖无法准确测试电机特性的问题。

为实现发明目的，本发明的电机测试用电机对拖平台，包括监控系统和试验台架，该试验台架上设有被测电机、被测电机控制器、负载电机、负载电机控制器，还包括复合电源系统，该复合电源系统包括第一母线和第二母线，所述被测电机控制器连接第一母线，负载电机连接第二母线。

所述第一母线连接有超级电容及CMS，所述第二母线连接有电池及BMS，所述第一母线与第二母线之间连接有用于超级电容与电池能量转换的复合能源管理单元。

所述第二母线、第一母线上分别串接有第一接触器、第二接触器，该第一、第二接触器由所述监控系统控制。

所述复合电源系统还包括交流充电切换电路，用于通过复合能源管理单元向电池充电。

所述超级电容供电单元的输出端通过放电接触器连接有放电回路，所述放电接触器由所述监控系统控制。

所述复合电源系统还包括低压供电模块，该低压供电模块分别与所述BMS、CMS、监控系统和复合能源管理单元相连。

本发明的电机测试用电机对拖平台的复合电源系统技术方案如下：包括超级电容及CMS、电池及BMS和用于超级电容与电池能量转换的复合能源管理单元，该复合能源管理单元与所述超级电容及CMS、电池及BMS之间分别通过第一母线、第二母线连接，所述第一母线用于连接被测电机控制器，所述第二母线用于连接负载电机。

所述第二母线、第一母线上分别串接有第一接触器、第二接触器；超级电容供电单元的输出端通过放电接触器连接有放电回路。

还包括用于通过复合能源管理单元向电池充电的交流充电切换电路和低压供电模块，该低压供电模块分别与所述BMS、CMS、监控系统和复合能源管理单元相连。

所述低压供电模块为一高压转低压模块，取超级电容高压电转换为低压电。

本发明的电机测试用电机对拖平台及其复合电源系统中，被测电机控制器连接第一母线，负载电机连接第二母线，实现了被测电机的电压平台的一个宽变化范围，更加接近实车电源系统，且不要求必须是同种电机来测试，可实现不同种电机间的测试。

宽电压平台是通过超级电容的宽工作电压平台实现的，复合电源系统中的电池用来满足超级电容能够持续维持其工作电压，上位机依据超级电容放电功率对复合能源电源系统的功率进行控制，可以保证电容端有一个相对较为稳定的电压输出平台，并且因其宽电压输出范围，其稳定电压输出能够在一个很大范围内实现稳定输出、满足不同电机间的对拖试验。通过上位机对复合能源电源系统的功率控制，可以保证电容端输出一个电机对托试验所需求的电压输出曲线。

当电池中存储的电能小于一定值时，复合能源电源系统可以通过外接380V电源来对电池进行充电，避免了直流充电机的设置。

在实验过程中，若超级电容有过充迹象，却又不能断掉电源影响试验，此时可以闭合放电回路接触器，去消耗多余的电能，稳定电源，而不至于中断试验。

附图说明

图1是本发明电机测试用电机对拖平台实施例的原理框图；

图2是现有复合能源管理单元电路原理图。

具体实施方式

一、电机测试用电机对拖平台的复合电源系统

如图1所示，电机测试用电机对拖平台的电源系统为复合能源电源系统，该复合能源电源系统包括电池及BMS、复合能源管理单元、超级电容及CMS、低压供电模块、交流充电切换电路和放电回路，复合能源管理单元分别与超级电容供电单元、电池供电单元通过第一母线、第二母线连接，第一母线、第二母线上分别串接有第二接触器K2、第一接触器K1，被测电机控制器2连接第一母线，负载电机控制器1连接第二母线；低压供电模块为一高压转低压模块，取超级电容高压电转换为24V低压电供电，低压供电模块分别与BMS、CMS、上位机和复合能源管理单元相连。超级电容及CMS的输出端通过放电接触器K连接有放电回路，接触器K、K1、K2均由上位机控制。交流充电切换电路用于通过复合能源管理单元向电池充电。

复合能源管理单元用于电池与超级电容之间的能量转换是现有器件，在申请号201210368654.0的中国专利申请中公开，其结构如图2所示，该复合能源管理单元包括双向半桥DC/DC变换器及其控制单元，该复合能源管理单元的输出端连接超级电容及CMS，电池及CMS连接复合能源管理单元的输入端，通过控制双向DC/DC 的电能转换功率，使得电池往超级电容转化的电量与试验消耗的电量相等，从而实现稳压输出；宽电压平台是通过超级电容的宽工作电压平台实现的，电池用来满足超级电容能够持续维持其工作电压。图2所示电路原理图中，1表示主储能单元，2表示辅助储能单元，3表示双向半桥DC/DC变换器，4表示开关，5表示整流模块、6表示控制单元，7表示充电接口，图中虚线框表示供电电机控制器。

二、电机测试用电机对拖平台

如图1所示，电机测试用电机对拖平台包括上位机、被测电机M2、被测电机控制器2、负载电机M1、负载电机控制器1和复合电源系统，该复合电源系统包括电池及BMS、复合能源管理单元、超级电容及CMS、低压供电模块、交流充电切换电路和放电回路，复合能源管理单元分别与超级电容供电单元、电池供电单元通过第一母线、第二母线连接，第一母线、第二母线上分别串接有第二接触器K2、第一接触器K1，被测电机控制器2连接第一母线，负载电机控制器1连接第二母线；低压供电模块为一高压转低压模块，取超级电容高压电转换为24V低压电供电，低压供电模块分别与BMS、CMS、上位机和复合能源管理单元相连。超级电容及CMS的输出端通过放电接触器K连接有放电回路，接触器K、K1、K2均由上位机控制。交流充电切换电路用于通过复合能源管理单元向电池充电。

图1中复合电源系统包括电池及BMS、复合能源管理单元、超级电容及CMS、低压供电模块、交流充电切换电路和放电回路，复合电源系统的上方为对拖平台控制及监控系统即上位机，复合电源系统下方为电机对拖试验台架，图1中复合电源系统取代了原有电源系统，虚线表示控制信号线，点划线表示低压供电线，黑粗实线为机械连接，黑细实线表示直流高压供电线，粗点线表示交流高压供电线。复合能源管理单元与上述复合电源系统中所述的复合能源管理单元相同，不在此赘述。

具体试验过程如下：

1、试验前准备：首先接触器K1、K2闭合，复合电源系统低压供电完成，上位机、BMS、CMS、复合能源管理单元完成供电，此时，复合能源电源系统完成准备工作。

2、试验时：上位机根据试验需求，通过对复合能源管理单元的功率控制，使超级电容端输出相应需求电压，上位机通过电机控制器2控制被测电机M2，被测电机M2工作通过机械连接拖动电机M1工作，此时电机M1以发电的形式作为负载，通过电机控制器1给电池充电。在实验过程中，能量流从电池→超级电容→被测电机M2→负载电机M1→电池，整个能量流是一闭合回路，实验过程中，通过上位机对复合能源系统、电机控制器、BMS、CMS的控制来满足整个试验需求。

3、实验结束：上位机断掉各部件使能，完成高压断电；接触器K1、K2断开，完成低压断电，整理各部件，结束试验。

本电机测试用电机对拖平台整个试验，仅仅是对传统实验方案的电源系统进行改动，改动量小，不影响原有试验功能，并且试验结果更加精确；宽电压平台是通过超级电容的宽工作电压平台实现的，复合电源系统中的电池用来满足超级电容能够持续维持其工作电压；通过复合能源管理单元中控制双向DC/DC 的电能转换功率，使得电池往超级电容转化的电量与试验消耗的电量相等，从而实现稳压输出；复合电源系统具备外插充电功能，可以减少直流充电机，降低试验台架成本；宽电压输出平台，更加适合模拟实车试验；复合电源系统部分，也可以作为试验台架，实现对复合电源系统关键部件的性能、功能验证及可靠性试验。

Claims (9)

1.电机测试用电机对拖平台，包括监控系统和试验台架，该试验台架上设有被测电机、被测电机控制器、负载电机、负载电机控制器，其特征在于，还包括复合电源系统，该复合电源系统包括第一母线和第二母线，所述被测电机控制器连接第一母线，负载电机控制器连接第二母线；

所述第一母线连接有超级电容及CMS，所述第二母线连接有电池及BMS，所述第一母线与第二母线之间连接有用于超级电容与电池能量转换的复合能源管理单元。

2.根据权利要求1所述电机测试用电机对拖平台，其特征在于：所述第二母线、第一母线上分别串接有第一接触器、第二接触器，该第一、第二接触器由所述监控系统控制。

3.根据权利要求1所述的电机测试用电机对拖平台，其特征在于：所述复合电源系统还包括交流充电切换电路，用于通过复合能源管理单元向电池充电。

4.根据权利要求1所述的电机测试用电机对拖平台，其特征在于：所述超级电容供电单元的输出端通过放电接触器连接有放电回路，所述放电接触器由所述监控系统控制。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电机测试用电机对拖平台，其特征在于：所述复合电源系统还包括低压供电模块，该低压供电模块分别与所述BMS、CMS、监控系统和复合能源管理单元相连。

6.电机测试用电机对拖平台的复合电源系统，其特征在于：包括超级电容及CMS、电池及BMS和用于超级电容与电池能量转换的复合能源管理单元，该复合能源管理单元与所述超级电容及CMS、电池及BMS之间分别通过第一母线、第二母线连接，所述第一母线用于连接被测电机控制器，所述第二母线用于连接负载电机。

7.根据权利要求6所述的电机测试用电机对拖平台的复合电源系统，其特征在于：所述第二母线、第一母线上分别串接有第一接触器、第二接触器；超级电容供电单元的输出端通过放电接触器连接有放电回路。

8.根据权利要求6或7所述的电机测试用电机对拖平台的复合电源系统，其特征在于：还包括用于通过复合能源管理单元向电池充电的交流充电切换电路和低压供电模块，该低压供电模块分别与所述BMS、CMS、监控系统和复合能源管理单元相连。

9.根据权利要求8所述的电机测试用电机对拖平台的复合电源系统，其特征在于：所述低压供电模块为一高压转低压模块，取超级电容高压电转换为低压电。