CN110109016A - 新能源汽车电机测试台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了新能源汽车电机测试台，包括工作台；设置在工作台上的测功机，测功机内部设置有输出轴，输出轴连接有待测试的电机轴，电机轴连接有新能源电机；具有驱动测功机以及新能源电机的驱动装置，当驱动装置驱动测功机时，新能源电机发电，当驱动装置驱动新能源电机时，测功机发电；还包括具有防止输出轴转动的堵转机构，堵转机构一侧与测功机同轴连接，堵转机构另一侧连接有轴承座；具有对输出轴和电机轴柔性连接的花键胀紧套结构，花键胀紧套结构一侧与轴承座连接，花键胀紧套结构一侧与轴承座连接，花键胀紧结构另一侧与电机轴连接，或通过中空结构的花键适配轴与电机轴连接。对被试电机堵转现象进行多角度堵转测试，又能防止电机轴跳动。

Description

新能源汽车电机测试台

技术领域

本发明涉及电机测试的技术领域，具体涉及新能源汽车电机测试台。

背景技术

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，能源和环保问题越来越被社会所重视，这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题，然而，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是关键的，也是目前最直接有效的重要措施。

目前，市场上用于测试新能源发电机的试验台基本上采用纯电阻或感性负载直接消耗掉发电机发出来的电能，这样就会造成发电机发出来的电能全部浪费，试验发电机功率越大试验时间越长，其浪费的能源则越多，这样形成很大的能源浪费，不符合现代社会的发展需要。

为了解决以上技术问题，中国专利文件（公开号为CN208013382U）公开了一种可电能回馈的发电机测试装置。包括被试发电机、及用于驱动被试发电机的驱动电机、及用于模拟被试发电机负载和用于回馈电能的逆变器、及转矩转速传感器、及四象限变频器、及测试仪；所述驱动电机包括输出轴，所述被试发电机包括中轴，所述驱动电机的输出轴依次通过弹性联轴结、联轴器、中间支撑、传动轴与被试发电机的中轴连接，所述联轴器设置有联轴器防护罩，所述转矩转速传感器设置于传动轴上；所述测试仪分别与逆变器和转矩转速传感器和驱动电机电连接。该测试装置采用逆变器模拟加载、实现电能回馈，能减少能源浪费，节能效率高。

但是，以上技术方案还存在以下技术问题：第一，当驱动电机长时间驱动被试发电机时，与被试发电机连接的轴承很容易因磨损而损坏，这时，由于轴承的损坏引起中轴出现堵转现象，使得驱动电机堵转电流最高可达额定电流的7倍，时间稍长就会烧坏被试发电机；第二，在驱动电机驱动被试发电机运行时，输出轴与中轴之间的衔接由于稳定性不高，时常会出现跳动，使得输出轴传递功率低。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有技术中被试发电机运行时出现的堵转现象，以及驱动电机输出轴跳动的问题，现提供一种对被试电机堵转现象进行多角度堵转测试，且防止堵转现象发生，又能对被试发电机中轴进行限位的新能源汽车电机测试台。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

新能源汽车电机测试台，包括工作台；

设置在工作台上的测功机，所述测功机内部设置有输出轴，所述输出轴连接有待测试的电机轴，所述电机轴连接有新能源电机；

具有驱动测功机以及新能源电机的驱动装置，当所述驱动装置驱动测功机时，所述新能源电机发电，当所述驱动装置驱动新能源电机时，所述测功机发电；

还包括具有防止输出轴转动的堵转机构，所述堵转机构一侧与所述测功机同轴连接，所述堵转机构另一侧连接有轴承座；

具有对输出轴和电机轴柔性连接的花键胀紧套结构，所述花键胀紧套结构一侧与所述轴承座连接，所述花键胀紧套结构一侧与所述轴承座连接，所述花键胀紧结构另一侧与所述电机轴连接，或通过中空结构的花键适配轴与所述电机轴连接。

说明：测功机为背景技术内的驱动电机，新能源电机为背景技术中的被试发电机。

本发明新能源电机测试台可满足新能源电机在驱动和发电两种状态下进行试验。测试台采用现有技术，即现有技术中四象限变频器进行驱动，当测功机作为驱动电机时，新能源电机发电，电能可通过直流负载单元回收或制动电阻耗能；当新能源电机作为驱动时，测功机发电，电能通过回馈单元回馈电网，电能再利用率高达90%。

本发明在基于现有技术上进行改进，在测功机与新能源电机之间依次安装了堵转机构、轴承座以及花键胀紧套结构，堵转机构最终实现防止输出轴转动，并对未转动的输出轴进行堵转试验，通过堵转试验获取额定电压时的堵转电流和堵转转矩值以及堵转损耗PK，根据以上数据进行堵转电流大小和三相平衡情况的分析，能反应出新能源电机定子、转子绕组及定子、转子所组成磁路的合理性和一些质量问题。

与堵转机构相配合的轴承座实现输出轴的支撑，并且轴承座与花键胀紧套结构相配合实现对输出轴与电机轴的固定连接，保证其输出轴与电机轴之间的稳固性，提高输出轴的传递效果。

进一步，所述堵转机构包括液压装置和堵转盘，所述堵转盘内嵌有固定在输出轴上的转接盘，且所述转接盘用于测试所述输出轴的扭矩，所述堵转盘两侧分别设置有用于卡紧所述堵转盘两侧的制动器，所述制动器由所述液压装置提供驱动力。

启动堵转试验前，先通过液压装置给驱动制动器，然后，制动器锁止堵转盘，并开始堵转试验。试验完成后再将松开制动器，手动旋转堵转盘至下一角度再次重复以上动作直至完成所有角度的堵转试验。

进一步，所述液压装置上设置有液压管，所述液压管与所述制动器的输入端连接。液压管实现向制动器传递压力源，使得制动器锁止堵转盘。

进一步，所述花键胀紧套结构包括从内至外依次设置有内环和外环，所述内环内壁与所述花键适配轴外壁花键连接，所述外环设置于所述轴承座内。通过内环和外环相配合，实现电机轴的限位，以及内环内壁与花键适配轴外壁花键连接使得内环与电机轴抱死，外环设置在轴承座内使得外环与轴承座抱死，提高了可操作性和检测性。

进一步，所述内环包括内环法兰及其一侧固定连接有内环锥头，所述内环法兰上设置有若干个内环安装孔；所述外环包括外环法兰及其一侧固定连接的外环锥头，所述外环法兰上设置有若干个外环安装孔；所述内环安装孔与所述外环安装孔固定连接，所述内环锥头内嵌于所述外环锥头内。

将内环安装孔与外环安装孔固定连接提高了内环和外环之间的稳固性，另一方面，将内环锥头放入外环锥头卡紧，使得内环锥锥头与花键适配轴抱死后，在电机轴转动过程中，不会损坏花键适配轴，降低该测试台的破坏性和提高了使用寿命。

进一步，所述内环锥头由多个具有弹性的胀紧块组成，每个所述胀紧块靠近内环法兰的端部两侧均开设有凹槽，相邻所述凹槽之间位置相对应且形成一通孔。设置弹性的胀紧块是为了适应于不同的电机轴，实现与电机轴的柔性连接；

每个胀紧块靠近内环法兰的端部两侧均设置凹槽，使得胀紧块上靠近内环法兰的端部的宽度小于远离内环法兰的端部的宽度，这样设置使得胀紧块上靠近内环法兰的端部的弹性劲度系数比另一端部小，进而使得电机轴插入到内环锥头内时，不需要使用过大的力将胀紧块散开；而远离内环法兰的端部劲度系数大，能够很好的卡紧电机轴。

进一步，所述花键适配轴内壁开设有内齿，每个所述胀紧块朝向所述内环锥头中心线的端面上均开设有花键齿，所述花键齿与所述内齿啮合。胀紧块内壁上的花键齿与花键适配轴内齿啮合，使得输出轴带动电机轴转动时，其产生的振动小，能够避免电机轴跳动。

进一步，所述花键齿的齿数与所述通孔个数的比为偶数。这样设置有两个原因，第一，花键齿的齿数与通孔个数的比为偶数，更容易让花键齿与花键适配轴的内齿相切合；第二，实现花键定芯，对电机轴的轴心进行限位。

进一步，多个所述胀紧块聚集并倾斜向内环锥头中心线靠拢，所述胀紧块外表面与所述外环锥头内表面相贴。单个胀紧块呈倾斜向内环锥头中心线靠拢，相对于竖直设置在内环法兰的胀紧块相比，其长度增加，使得与外环锥头的接触面增大，摩擦阻力增大，其稳固性增强。

进一步，还包括气垫隔震器，所述工作台底部设置有支脚，所述支脚与所述工作台之间通过所述气垫隔震器连接。气垫隔震器用以减少和消除工作台产生的振动力。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供的堵转机构实现多角度进行堵转试验；本发明的堵转机构采用堵转盘和制动器之间的配合，堵转盘圆周上可多个点进行测试，当制动器对堵转盘进行锁止，这样就将锁止的堵转盘两侧进行堵转试验，堵转试验完成后，再手动旋转堵转盘至下一角度，实现多角度进行堵转试验，所得到的输出轴的测试参数完整，且还不需要校准扭转传感器，只需要控制液压装置对堵转盘的锁止。

同时，本发明安装以及拆卸堵转机构简单，安装时只需要松开制动器，将堵转盘与转接盘结合；拆卸时堵转盘与转接盘脱离，制动器抱紧堵转盘，防止堵转盘掉落，具有拆装方便、自动化程度高，以及得以高效完成试验室对输出轴堵转测试试验的要求等优点。

2、本发明提供的花键胀紧套结构主要对输出轴和电机轴柔性连接，通过花键适配轴与内环花键连接实现对电机轴定芯，同时，外环与内环抱死后，不会损坏花键适配轴，降低该测试台的破坏性和提高了使用寿命，外环与轴承座内的输出轴连接，并与输出轴上的堵转机构相配合，实现了对输出轴的定位，进而防止堵转机构内的输出轴出现跳动，而且，内环与电机轴、外环与输出轴抱死，提高了可操作性和检测效率。

花键胀紧套连接结构是一种柔性连接结构，自身振动小，降低两侧连接的驱动轴的对中要求，对测功机和新能源电机都具有一定的保护作用；

3、驱动装置驱动测功机时，新能源电机发电，当驱动装置驱动新能源电机时，所述测功机发电；两种工作状态下都能将驱动装置输出的动能部分转化为电能，回收了部分动力，节约了能源。

附图说明

图1为本发明新能源汽车电机测试台的示意图。

图2为图1中本发明新能源汽车电机测试台A-A处的剖视图。

图3为图2中B处的放大图，说明花键胀紧套结构与电机轴、轴承座之间的连接关系。

图4为本发明堵转机构的示意图。

图5为图3中花键胀紧套结构中内环的结构示意图。

图中：工作台1、气垫隔震器2、测功机3、护罩4、轴承座5、L型座6、堵转机构7、气阀箱8、电机轴9、联轴器接盘10、新能源电机11、内环12、螺丝钉13、外环14、内齿15、制动器16、堵转盘17、转接盘18、液压管19、内环法兰20、胀紧块21、内环锥头22、花键齿23、通孔24。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：参见图1和图2，新能源汽车电机测试台，包括工作台1以及设置在工作台1上的气阀箱8；设置在工作台1上的测功机3，测功机3内部设置有输出轴，输出轴连接有待测试的电机轴9，电机轴9连接有新能源电机11；具有驱动测功机3以及新能源电机11的驱动装置，当驱动装置驱动测功机3时，新能源电机11发电，当驱动装置驱动新能源电机11时，测功机3发电；还包括具有防止输出轴转动的堵转机构7，堵转机构7外侧设置有护罩4，护罩4用于防止堵转机构7受潮，堵转机构7一侧与测功机3同轴连接，堵转机构7另一侧连接有轴承座5；具有对输出轴和电机轴9柔性连接限位的花键胀紧套结构，花键胀紧套结构一侧与轴承座5连接，花键胀紧结构另一侧与电机轴9连接，或者套接有呈中空结构的花键适配轴，通过花键适配轴套在电机轴9外侧而与电机轴9连接。

本发明新能源电机测试台可满足新能源电机11在驱动和发电两种状态下进行试验。测试台采用现有技术，即现有技术中四象限变频器进行驱动，当测功机3作为驱动电机时，新能源电机11发电，电能可通过直流负载单元回收或制动电阻耗能；当新能源电机11作为驱动时，测功机3发电，电能通过回馈单元回馈电网，电能再利用率高达90%。

本发明在基于现有技术上进行改进，在测功机3与新能源电机11之间依次安装了堵转机构7、轴承座5以及花键胀紧套结构，堵转机构7最终实现防止输出轴转动，并对未转动的输出轴进行堵转试验，通过堵转试验获取额定电压时的堵转电流和堵转转矩值以及堵转损耗PK，通过对堵转电流大小和三相平衡情况的分析，能反应出新能源电机11定子、转子绕组及定子、转子所组成磁路的合理性和一些质量问题。能为改进设计和工艺提供有关实测数据，为故障电机查找原因和确定修理内容提供帮助。

与堵转机构7相配合的轴承座5实现输出轴的支撑，并且轴承座5与花键胀紧套结构相配合实现对输出轴与电机轴9的固定连接，保证其输出轴与电机轴9之间的稳固性，提高输出轴的传递效果。

实施例2：参见图4，实施例2基本结构与实施例1相同，不同之处在于：堵转机构7包括液压装置和堵转盘17，堵转盘17内嵌有固定在输出轴上的转接盘18，且转接盘18用于测试输出轴的扭矩，堵转盘17两侧分别设置有用于卡紧堵转盘17两侧的制动器16，制动器16由液压装置提供驱动力。液压装置上设置有液压管19，液压管19与制动器16的输入端连接。液压管19实现向制动器16传递压力源，使得制动器16锁止堵转盘17。

启动堵转试验前，先通过液压装置给驱动制动器16，然后，制动器16锁止堵转盘17，并开始堵转试验。试验完成后再将松开制动器16，手动旋转堵转盘17至下一角度再次重复以上动作直至完成所有角度的堵转试验。

实施例3：参见图3和图5，实施例3基本结构与实施例1相同，不同之处在于：花键胀紧套结构包括从内至外依次设置有内环12和外环14，内环12内壁与花键适配轴外壁花键连接，外环14设置于轴承座5内，轴承座5内设置有联轴器接盘10，用于将输出轴固定。内环12包括内环法兰20及其一侧固定连接有内环锥头22，内环法兰20上设置有若干个内环安装孔；外环14包括外环法兰及其一侧固定连接的外环锥头，外环法兰上设置有若干个外环安装孔；内环安装孔与外环安装孔均为螺纹孔，内环安装孔与外环安装孔通过螺丝钉13固定连接，内环锥头22内嵌于外环锥头内。

内环锥头22由多个圆周方向布置的、相互之间有间隙的、具有弹性的胀紧块21组成，每个胀紧块21靠近内环法兰20的端部两侧均开设有凹槽，相邻凹槽之间位置相对应且形成一通孔24。设置弹性的胀紧块21是为了适应于不同的电机轴9，实现与电机轴9的柔性连接。

每个胀紧块21靠近内环法兰20的端部两侧均设置凹槽，使得胀紧块21上靠近内环法兰20的端部的宽度小于远离内环法兰20的端部的宽度，这样设置使得胀紧块21上靠近内环法兰20的端部的弹性劲度系数比另一端部小，进而使得电机轴9插入到内环锥头22内时，不需要使用过大的力将胀紧块21散开；而远离内环法兰20的端部劲度系数大，能够很好的卡紧电机轴9。

通过内环12和外环14相配合，实现电机轴9的限位，以及内环12内壁与花键适配轴外壁花键连接使得内环12与电机轴9抱死，外环14设置在轴承座5内使得外环14与轴承座5抱死，提高了可操作性和检测性。将内环安装孔与外环安装孔固定连接提高了内环12和外环14之间的稳固性，另一方面，将内环锥头22放入外环锥头卡紧，使得内环12锥锥头与花键适配轴抱死后，在电机轴9转动过程中，不会损坏花键适配轴，降低该测试台的破坏性和提高了使用寿命。

花键适配轴内壁开设有内齿15，每个胀紧块21朝向内环锥头22中心线的端面上均开设有花键齿23，花键齿23与内齿15啮合。花键齿23的齿数与通孔24个数的比为偶数。这样设置有两个原因，第一，花键齿23的齿数与通孔24个数的比为偶数，更容易让花键齿23与花键适配轴的内齿15相切合；第二，实现花键定芯，对电机轴9的轴心进行限位。

胀紧块21内壁上的花键齿23与花键适配轴内齿15啮合，使得输出轴带动电机轴9转动时，其产生的振动小，能够避免电机轴9跳动。

多个胀紧块21聚集并倾斜向内环锥头22中心线靠拢，胀紧块21外表面与外环锥头内表面相贴。单个胀紧块21呈倾斜向内环锥头22中心线靠拢，相对于竖直设置在内环法兰20的胀紧块21相比，其长度增加，使得与外环锥头的接触面增大，摩擦阻力增大，其稳固性增强。

新能源汽车电机测试台还包括气垫隔震器2以及L型座6，L型座6与轴承座5连接，L型座6为调试基准，其余部件以L型座6为基准进行调试，花键胀紧套结构设置在L型座6内，工作台1底部设置有支脚，支脚与工作台1之间通过气垫隔震器2连接。气垫隔震器2用以减少和消除工作台1产生的振动力。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供的堵转机构7实现多角度进行堵转试验，然而，现有技术中的堵转机构7是采用固定销来锁死测功机3输出轴，为了避免损坏测功机3输出轴，通常只能设置两个对应的固定槽口，这样就会出现在不拆装的情况下，进行堵转试验只能测试输出轴5个点（即“堵转转矩和堵转电流”试验要求在输出轴圆周上均布测试的5个点）的参数，且试验后经常需要重新校准扭转传感器。

而本发明的堵转机构7采用堵转盘17和制动器16之间的配合，堵转盘17圆周上可多个点进行测试，当制动器16对堵转盘17进行锁止，这样就将锁止的堵转盘17两侧进行堵转试验，堵转试验完成后，再手动旋转堵转盘17至下一角度，实现多角度进行堵转试验，所得到的输出轴的测试参数完整，且还不需要校准扭转传感器，只需要控制液压装置对堵转盘17的锁止。

同时，本发明安装以及拆卸堵转机构7简单，安装时只需要松开制动器16，将堵转盘17与转接盘18结合；拆卸时堵转盘17与转接盘18脱离，制动器16抱紧堵转盘17，防止堵转盘17掉落，具有拆装方便、自动化程度高，以及得以高效完成试验室对输出轴堵转测试试验的要求等优点。

2、本发明提供的花键胀紧套结构主要对电机轴9进行限位，通过花键适配轴与外环14花键连接实现对电机轴9定芯，同时，外环14与内环12抱死后，不会损坏花键适配轴，降低该测试台的破坏性和提高了使用寿命，外环14与轴承座5内的输出轴连接，并与输出轴上的堵转机构7相配合，实现了对输出轴的定位，进而防止堵转机构7内的输出轴出现跳动，而且，内环12与电机轴9、外环14与输出轴抱死，提高了可操作性和检测效率。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.新能源汽车电机测试台，包括工作台；

设置在工作台上的测功机，所述测功机内部设置有输出轴，所述输出轴连接有待测试的电机轴，所述电机轴连接有新能源电机；

具有驱动测功机以及新能源电机的驱动装置，当所述驱动装置驱动测功机时，所述新能源电机发电，当所述驱动装置驱动新能源电机时，所述测功机发电；

其特征在于，

还包括具有防止输出轴转动的堵转机构，所述堵转机构一侧与所述测功机同轴连接，所述堵转机构另一侧连接有轴承座；

具有对输出轴和电机轴柔性连接的花键胀紧套结构，所述花键胀紧套结构一侧与所述轴承座连接，所述花键胀紧结构另一侧与所述电机轴连接，或通过中空结构的花键适配轴与所述电机轴连接。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电机测试台，其特征在于，所述堵转机构包括液压装置和堵转盘，所述堵转盘内嵌有固定在输出轴上的转接盘，且所述转接盘用于测试所述输出轴的扭矩，所述堵转盘两侧分别设置有用于卡紧所述堵转盘两侧的制动器，所述制动器由所述液压装置提供驱动力。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车电机测试台，其特征在于，所述液压装置上设置有液压管，所述液压管与所述制动器的输入端连接。

4.根据权利要求1或3任一项所述的新能源汽车电机测试台，其特征在于，所述花键胀紧套结构包括从内至外依次设置有内环和外环，所述内环内壁与所述花键适配轴外壁花键连接，所述外环设置于所述轴承座内。

5.根据权利要求4所述的新能源汽车电机测试台，其特征在于，所述内环包括内环法兰及其一侧固定连接有内环锥头，所述内环法兰上设置有若干个内环安装孔；所述外环包括外环法兰及其一侧固定连接的外环锥头，所述外环法兰上设置有若干个外环安装孔；所述内环安装孔与所述外环安装孔固定连接，所述内环锥头内嵌于所述外环锥头内。

6.根据权利要求5所述的新能源汽车电机测试台，其特征在于，所述内环锥头由多个圆周方向布置的、相互之间有间隙的具有弹性的胀紧块组成，每个所述胀紧块靠近内环法兰的端部两侧均开设有凹槽，相邻所述凹槽之间位置相对应且形成一通孔。

7.根据权利要求6所述的新能源汽车电机测试台，其特征在于，所述花键适配轴内壁开设有内齿，每个所述胀紧块朝向所述内环锥头中心线的端面上均开设有花键齿，所述花键齿与所述内齿啮合。

8.根据权利要求7所述的新能源汽车电机测试台，其特征在于，所述花键齿的齿数与所述通孔个数的比为偶数。

9.根据权利要求6所述的新能源汽车电机测试台，其特征在于，多个所述胀紧块聚集并倾斜向内环锥头中心线靠拢，所述胀紧块外表面与所述外环锥头内表面相贴。

10.根据权利要求1-3、5-9任一项所述的新能源汽车电机测试台，其特征在于，还包括气垫隔震器，所述工作台底部设置有支脚，所述支脚与所述工作台之间通过所述气垫隔震器连接。