CN106841871A - 一种纯电动汽车总成对拖测试试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纯电动汽车总成对拖测试试验台，包括直流电源、测量系统、控制系统和总成台架系统；总成台架系统包括相对设置的陪测总成和被测总成，陪测总成和被测总成之间通过轴相连，被测总成和陪测总成均连接有自动换挡机构；控制系统包括工控机、陪测自动换挡机构控制器、陪测总成电机控制器、被测自动换挡机构控制器以及被测总成电机控制器，被测自动换挡机构控制器和陪测自动换挡机构控制器均通过CAN总线与工控机相连。本发明可快速测量永磁同步电机总成的各项性能参数及系统可靠性，节约大量电能，可以为总成的生产研发提供可靠的数据支持，提高产品稳定性，将有力促进相关企业提高生产效率和质量的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及纯电动汽车总成性能测试技术领域，具体来说，涉及一种纯电动汽车总成对拖测试试验台，更优选的来说，涉及一种永磁同步电机加AMT的总成对拖试验平台。
背景技术
随着能源和环境问题的日益突出，新能源汽车越来越受到人们的重视，并拥有广阔的市场。作为新能源汽车动力的永磁同步电机(PMSM)，具有很高的效率和宽的调速范围，扭矩输出响应快且平稳。自动机械式变速器(AMT)，继承了纯机械变速器(MT)效率高的优点，又加装了自动的电动换挡机构，便于实现自动控制。因此，PMSM加AMT的总成系统得到了广泛的应用。通常电机试验台架大多有两类：采用专用测功机作负载电机和采用对拖方案。相应的对于总成的测试也可分为这两类。如果采用测功机，由于总成输出具有低转速大扭矩的特点，会对测功机的性能和控制器要求较高，而且被测总成单独供电，需要较大功率的直流电源。因此，如果采用两套相同的总成组成对拖试验台，两套总成共母线连接，就可以节省测功机的费用，并大大降低电源的容量要求，节约试验台架的成本。
发明内容
本发明的目的在于提出一种纯电动汽车总成对拖测试试验台，以解决现有技术中存在的上述问题。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种纯电动汽车总成对拖测试试验台，包括直流电源、测量系统、控制系统和总成台架系统；
所述总成台架系统包括相对设置的陪测总成和被测总成，所述陪测总成和被测总成之间通过轴相连，所述被测总成连接有被测自动换挡机构，所述陪测总成连接有陪测自动换挡机构；
所述控制系统包括工控机、与陪测自动换挡机构相连的陪测自动换挡机构控制器、与陪测总成相连的陪测总成电机控制器、与被测自动换挡机构相连的被测自动换挡机构控制器以及与被测总成相连的被测总成电机控制器，所述陪测总成电机控制器和被测总成电机控制器均与直流电源相连，所述被测自动换挡机构控制器和陪测自动换挡机构控制器均通过CAN总线与工控机相连；
所述测量系统包括数据采集器和功率分析仪，所述数据采集器用于测量被测总成电机控制器直流母线的电压和电流、用于测量陪测总成和被测总成三相交流线的电压和电流以及用于测量陪测总成和被测总成的输出转速和转矩，所述数据采集器、功率分析仪和工控机之间通过以太网互联。
进一步的，所述陪测总成和被测总成均通过总成支架固定设于铸铁平台上。
进一步的，所述陪测总成与轴之间以及所述被测总成与轴之间均通过万向联轴器相连。
进一步的，所述轴的中间通过轴承设有对开式轴承座，所述轴承座固定设于铸铁平台上。
进一步的，所述数据采集器包括轴上靠近被测总成的位置上设有的扭矩传感器。
进一步的，所述数据采集器包括电流互感器。
进一步的，所述陪测总成和被测总成均为永磁同步电机。
本发明的有益效果：本发明可快速测量永磁同步电机总成的各项性能参数及系统可靠性，节约大量电能，可以为总成的生产研发提供可靠的数据支持，提高产品稳定性，将有力促进相关企业提高生产效率和质量的稳定性。
附图说明
图1是本发明所述的纯电动汽车总成对拖测试试验台的结构示意图；
图2是本发明所述的总成台架系统的结构示意图。
图中所示：
1-直流电源；2-工控机；3-显示器；4-功率分析仪；5-直流负母线；6-直流正母线；7-陪测自动换挡机构控制器；8-陪测总成；9-陪测总成电机控制器；10-陪测自动换挡机构；11-扭矩传感器；12-被测总成电机控制器；13-CAN总线；14-被测自动换挡机构；15-被测自动换挡机构控制器；16-CAN转换器；17.RJ-45接口网线；18-万向联轴器；19-被测总成；20-轴；21-总成支架；22-轴承座；23-扭矩传感器；24-轴承；25-铸铁平台。
具体实施方式
下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-2所示，本发明实施例所述的一种纯电动汽车总成对拖测试试验台，包括直流电源1、测量系统、控制系统和总成台架系统；
所述总成台架系统包括相对设置的陪测总成8和被测总成19，所述陪测总成8和被测总成19之间通过轴20相连，所述被测总成8连接有被测自动换挡机构14，所述陪测总成8连接有陪测自动换挡机构10；
所述控制系统包括工控机2、与陪测自动换挡机构10相连的陪测自动换挡机构控制器7、与陪测总成8相连的陪测总成电机控制器9、与被测自动换挡机构14相连的被测自动换挡机构控制器15以及与被测总成19相连的被测总成电机控制器12，所述陪测总成电机控制器9和被测总成电机控制器12均与直流电源1相连，如图2所示，所述直流电源1连接有直流正母线6和直流负母线5，所述被测自动换挡机构控制器15和陪测自动换挡机构控制器7均通过CAN总线13与工控机2相连，所述工控机2连接有显示器3；
在本实施例中，所述CAN总线13通过CAN转换器与工控机2相连；CAN网络具有可靠性高，速率快的优点。
所述测量系统包括数据采集器和功率分析仪4，所述数据采集器用于测量被测总成电机控制器12直流母线的电压和电流、用于测量陪测总成8和被测总成19三相交流线的电压和电流以及用于测量陪测总成8和被测总成19的输出转速和转矩，所述数据采集器、功率分析仪4和工控机2之间通过以太网互联，优选的，如图2所示，功率分析仪4和工控机2之间通过RJ-45接口网线，进而完成对整个试验台架的控制和数据采集。
在本实施例中，所述陪测总成8和被测总成19均通过总成支架21固定设于铸铁平台25上。优选的，所述铸铁平台25采用HT250材质带有T型槽的铸铁平台，具有较好的强度、耐磨性和耐热性，且减振性能良好。
在本实施例中，所述陪测总成8与轴20之间以及所述被测总成19与轴20之间均通过万向联轴器18相连。优选的，所述万向联轴器18采用球笼式万向联轴器，大大降低了台架安装保证同轴度的难度，使总成能够适应高转速旋转。
在本实施例中，所述轴20的中间通过轴承24设有对开式轴承座22，所述轴承座22固定设于铸铁平台25上。对开式轴承座22使得轴承24的安装更加方便，也提高了轴20的刚性，保证了整个总成台架系统在高速状态下的动态性能。
在本实施例中，所述数据采集器包括轴20上靠近被测总成19的位置上设有的扭矩传感器23。优选的，所述扭矩传感器23采用非接触式高精度扭矩传感器，具有可靠性高，抗干扰能力强，在结构上靠近被测总成19安装最大限度的减少了轴上的功率损耗，提高了测量的精度。
在本实施例中，所述数据采集器包括电流互感器。优选的，采用高精度电流互感器，其能够准确的反应实际电流波形。
在本实施例中，所述陪测总成8和被测总成19均为永磁同步电机。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
本发明总成的测试和电机类似，需要测量电机的最高工作转速、最大输出扭矩、效率图以及特性曲线等等。由于需要测试总成在额定点以上的工作特性，所以如果采用专用测功电机，需要电机性能较高，导致成本上升。本发明采用对拖方案，陪测总成8和被测总成19均为相同总成，二者对称布置，运行时两个总成电机具有相同的转速和扭矩值大小，降低了对陪测负载电机的要求，结构简单，安装方便，控制系统和测量系统设计调试简单。针对传统采用测功电机的台架，总成单独供电，由于要满足一些大功率总成的测试，测试用直流电源相应也要较大容量。本发明采用两套总成共用直流母线的供电方式，由于负陪测总成电机工作在发电状态，产生的三相交流电可经永磁同步电机驱动器整流成直流，通过共母线可以补偿被测总成电机的电能消耗，大大降低了对供电电源容量的要求。本发明采用双向高精度直流电源1，对过多的能量可以逆变成三相交流返回电网，同时具有软启动功能，可以省去电机控制器的预充功能，提高测量系统的响应速度和减低控制系统的复杂度。采用对拖方案，在得到被测总成19相关数据的同时，陪测总成8也得到相关数据，可同时评价陪测总成8的相关技术指标。
具体操作时，被测总成电机采用与汽车同样的扭矩闭环模式运行，陪测总成电机采用转速闭环模式运行，这样当被测总成电机扭矩方向与总成速度方向一致时，处于电动工作状态，不一致时处于发电工作状态，就实现了不同状态下的性能测试。高精度电流互感器可以精确的反映实际电流波形，通过功率分析仪采集电流互感器信号、直接电压信号、扭矩传感器脉冲信号等来实时测量被测总成的功率因数、三相线电流电压、输入电功率、输出扭矩转速、输出机械功率以及总成的运行效率等，并按要求实时记录各个状态下的数据及波形图。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种纯电动汽车总成对拖测试试验台，其特征在于，包括直流电源、测量系统、控制系统和总成台架系统；
所述总成台架系统包括相对设置的陪测总成和被测总成，所述陪测总成和被测总成之间通过轴相连，所述被测总成连接有被测自动换挡机构，所述陪测总成连接有陪测自动换挡机构；
所述控制系统包括工控机、与陪测自动换挡机构相连的陪测自动换挡机构控制器、与陪测总成相连的陪测总成电机控制器、与被测自动换挡机构相连的被测自动换挡机构控制器以及与被测总成相连的被测总成电机控制器，所述陪测总成电机控制器和被测总成电机控制器均与直流电源相连，所述被测自动换挡机构控制器和陪测自动换挡机构控制器均通过CAN总线与工控机相连；
所述测量系统包括数据采集器和功率分析仪，所述数据采集器用于测量被测总成电机控制器直流母线的电压和电流、用于测量陪测总成和被测总成三相交流线的电压和电流以及用于测量陪测总成和被测总成的输出转速和转矩，所述数据采集器、功率分析仪和工控机之间通过以太网互联。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车总成对拖测试试验台，其特征在于，所述陪测总成和被测总成均通过总成支架固定设于铸铁平台上。
3.根据权利要求1所述的纯电动汽车总成对拖测试试验台，其特征在于，所述陪测总成与轴之间以及所述被测总成与轴之间均通过万向联轴器相连。
4.根据权利要求1所述的纯电动汽车总成对拖测试试验台，其特征在于，所述轴的中间通过轴承设有对开式轴承座，所述轴承座固定设于铸铁平台上。
5.根据权利要求1所述的纯电动汽车总成对拖测试试验台，其特征在于，所述数据采集器包括轴上靠近被测总成的位置上设有的扭矩传感器。
6.根据权利要求1所述的纯电动汽车总成对拖测试试验台，其特征在于，所述数据采集器包括电流互感器。
7.根据权利要求1所述的纯电动汽车总成对拖测试试验台，其特征在于，所述陪测总成和被测总成均为永磁同步电机。
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