CN114018598A - 一种轮毂电动轮测试台架及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轮毂电机检测技术领域，公开了一种轮毂电动轮测试台架及测试方法；所述轮毂电动轮测试台架包括：系统支架、轮边悬架系统、垂向加载装置、轮辋、轮胎、转鼓、转鼓支架、振动台以及测功机；轮边悬架系统枢转连接在系统支架上，轮边悬架系统与轮辋相连；垂向加载装置设置在系统支架上，且垂向加载装置与轮边悬架系统相连；轮辋内设置有配合待检轮毂电机的配合结构，轮胎设置在轮辋上；转鼓可转动地固定在转鼓支架上，且转鼓支撑在轮胎下方；振动台设置在转鼓支架上，测功机与转鼓相连。本发明提供的轮毂电动轮测试台架及测试方法能够提升轮毂电机的性能检测可靠性。

Description

一种轮毂电动轮测试台架及测试方法

技术领域

本发明涉及轮毂电机检测技术领域，特别涉及一种轮毂电动轮测试台架及测试方法。

背景技术

轮毂电机的驱动原理是将电机安装在汽车轮辋内，由电机直接驱动车轮，省掉了传统的传动装置。轮毂电机通常直接将定子侧固定在悬架上，通过悬架与整车连接。现在的电机台架多是直接将对电机本体进行测试，按照GB/T18488进行一般性、温升、输入输出特性、安全性、环境适应性和可靠性等试验。

但是由于轮毂电机安装在轮辋内，与现有的车轮驱动结构完全不同，除了本身重量会造成簧下质量过大，轮毂电机还要承受整车的重量，以及路面不平度引起的振动激励。因此尤其是环境适应性与可靠性方面，轮毂电机与传统电机差异较大，原先的测试方法已无法来衡量轮毂电机的性能。

发明内容

本发明提供一种轮毂电动轮测试台架及测试方法，解决现有技术中的电机性能测试台架和方法无法满足轮毂电机的性能测试需要的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种轮毂电动轮测试台架，包括：系统支架、轮边悬架系统、垂向加载装置、轮辋、轮胎、转鼓、转鼓支架、振动台以及测功机；

所述轮边悬架系统枢转连接在所述系统支架上，所述轮边悬架系统设置有与轮毂电机定子适配连接的连接部；

所述垂向加载装置设置在所述系统支架上，且所述垂向加载装置与所述轮边悬架系统相连；

所述轮辋内设置有配合待检轮毂电机的配合结构，所述轮胎设置在所述轮辋上；

所述转鼓可转动地固定在所述转鼓支架上，且所述转鼓支撑在所述轮胎下方；

所述振动台设置在所述转鼓支架上，所述测功机与所述转鼓相连。

进一步地，所述轮毂电动轮测试台架还包括：制动碟及制动卡钳；

所述制动碟设置有适配所述轮毂电机转子的安装结构，所述制动卡钳匹配设置在所述轮边悬架系统上。

进一步地，所述测功机的转轴通过万向联轴器与所述转鼓的转轴相连。

进一步地，所述悬架系统包括：悬架组件以及悬架支架；

所述悬架支架固定在所述系统支架上，所述悬架组件与所述悬架支架枢转连接。

进一步地，所述悬架组件包括：三角臂、转向节以及弹簧减震器总成；

所述转向节与所述三角臂相连，所述转向节设置有用于连接待检侧轮毂电机的定子的连接部；

所述三角臂与所述悬架支架枢转相连；

所述弹簧减震器总成连接在所述转向节上，且所述所述弹簧减震器总成与所述垂向加载装置相连。

进一步地，所述垂向加载装置包括：加载装置和加载支架；

所述加载支架设置在在所述系统支架上，所述加载装置固定在所述加载支架上。

进一步地，所述系统支架包括：立板和底座；

所述立板固定在所述底座上，所述立板上开设有自上而下布置的紧固孔阵列；

所述加载支架和所述悬架支架设置有与所述紧固孔阵列配合的固定结构。

进一步地，所述轮毂电动轮测试台架还包括：高压电源柜、电机控制器以及垂向加载装置控制器；

所述高压电源柜分别与所述电机控制器、所述垂向加载装置控制器以及所述测功机相连。

进一步地，所述轮毂电动轮测试台架还包括：测试平台主机；

所述测试平台主机与所述高压电源柜、所述电机控制器以及所述垂向加载装置控制器相连。

一种轮毂电动轮测试方法，采用所述的轮毂电动轮测试台架进行测试。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的轮毂电动轮测试台架及测试方法，为了应对轮毂电机的安装和工作工况，通过设置系统支架、轮边悬架系统和垂向加载装置模拟构建轮毂电机在车辆上的安装环境以及垂向受力状态，在耐振动及耐久测试时模拟整车轴荷施加给轮毂电动轮，从而提升检测的可靠性；同时设置轮胎、轮辋配合转鼓、转鼓支架以及测功机，模拟轮毂电机的路面行驶工况，使轮毂电机在工作状态下进行台架测试，通过测功机给转鼓施加扭矩负载，然后通过转鼓对车轮的摩擦阻力来模拟路面阻力，提升检测的可靠性；在转鼓支架上固定振动台，振动台通过转鼓将振动传递给轮毂电动轮，来模拟路面不平度引起的振动激励，提升检测的可靠性。通过垂向加载装置可对转向节施加一定次数循环的径向载荷激励，考察轮毂电动轮的径向疲劳；可实现高负荷制动耐久测试，使轮毂电动轮由峰值转速降为0，往复循环，考察轮毂电动轮制动时的可靠耐久。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的轮毂电动轮测试台架的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的轮毂电动轮径向疲劳试验工况下的台架结构示意图；

图3为本发明实施例提供的轮毂电动轮台架系统原理框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请。

本申请实施例通过提供一种轮毂电动轮测试台架及测试方法，解决现有技术中的电机性能测试台架和方法无法满足轮毂电机的性能测试需要的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1和图3，本实施例提供一种轮毂电动轮测试台架，针对轮毂电机的特殊安装和运行工况，实现高质量的工况模拟，从而提升轮毂电机的性能检测。

由于轮毂电机安装在轮辋内，除了本身重量会造成簧下质量过大，轮毂电机还要承受整车的重量，以及路面不平度引起的振动激励。因此尤其是环境适应性与可靠性方面，轮毂电机与传统电机差异较大，原先的测试方法已无法来衡量轮毂电机的性能。

具体来说，所述轮毂电动轮测试台架包括：系统支架10、轮边悬架系统30、垂向加载装置20、轮辋、轮胎40、转鼓50、转鼓支架51、振动台52以及测功机60。

其中，所述轮边悬架系统30可采用与待检测的轮毂电机相匹配的车辆实际装配使用的轮边悬架装置，从而完整还原待检测轮毂电机的装配使用状态，提升检测的可靠性。

所述轮边悬架系统30可枢转连接在所述系统支架10上，形成稳定固定连接结构，模拟装配到车辆上的状态；所述轮边悬架系统30设置有与待检测的轮毂电机的定子适配连接的连接部，模拟将待检测的轮毂电机装配在车身上的状态。

所述垂向加载装置20设置在所述系统支架10上，且所述垂向加载装置20与所述轮边悬架系统30相连，从而以所述系统支架10为施力支点，通过所述垂向加载装置20施加垂向压力，模拟轮毂电机受到的车身压力。

所述轮辋内设置有配合待检轮毂电机的配合结构，用于将待检测轮毂电机装配到轮辋内，所述轮胎40设置在所述轮辋上；所述转鼓50可转动地固定在所述转鼓支架51上，且所述转鼓50支撑在所述轮胎40下方；所述测功机60与所述转鼓50相连，从而能够通过测功机60驱动所述转鼓50转动，向所述轮胎40施加转动阻力，从而模拟轮胎40在轮面形式的状态。

为了检测抗震性能，所述振动台52设置在所述转鼓支架51上，通过振动台52震动转鼓支架51，从而震动所述转鼓50，借由所述转鼓50的震动模拟轮胎40在路面形式过程中收到的各种坑洼起伏工况，从而为检测轮毂电机的性能提供更为可靠的依据。

也就是说，由于轮毂电机装配到车轮内的特殊情况，其结构性能都收到车轮移动的影响；鉴于此，本实施例中，设置所述系统支架10和所述轮边悬架系统30模拟轮毂电机的装配状态，参照实车的角度及位置进行安装固定，在测试时能模拟与整车上的相对运动状态，同时也可以对悬架系统的零部件进行测试；设置所述垂向加载装置20配合所述轮边悬架系统30模拟轮毂电机的承力状态，在耐振动及可靠耐久测试时模拟整车垂向轴荷施加给轮毂电动轮；通过轮辋、轮胎40、转鼓50、转鼓支架51以及测功机60模拟轮毂电机在工作时受到的阻力状况；通过振动台52配合所述轮辋、所述轮胎40、所述转鼓50以及所述转鼓支架51模拟形式过程中收到路面起伏，坑洼等工况下收到的震动情况；从而极大地提升轮毂电机性能检测的完整性和可靠性。

为了模拟制动工况，设置制动碟及制动卡钳；所述制动碟设置有适配所述轮毂电机转子的安装结构，在检测时，所述制动碟固定在待检测轮毂电机的转子上，所述制动卡钳匹配设置在所述轮边悬架系统上。即，增加了制动器、油管、EHB执行器和EHB控制器，通过控制制动力的大小，模拟汽车制动工况，实现了对轮毂电机转子强度及可靠耐久的测试。

为了适应震动工况，所述测功机60的转轴通过万向联轴器61与所述转鼓50的转轴相连，避免震动影响传动。

值得说明的是，所述悬架系统30可由悬架组件以及悬架支架31；所述悬架支架31固定在所述系统支架10上，所述悬架组件与所述悬架支架31枢转连接，还原悬架系统的连接模式，保证检测可靠性。

具体来说，所述悬架组件包括：三角臂33、转向节以及弹簧减震器总成32；所述转向节与所述三角臂33相连，所述转向节设置有用于连接待检侧轮毂电机的定子的连接部；所述三角臂33与所述悬架支架31枢转相连；所述弹簧减震器总成32连接在所述转向节上，且所述所述弹簧减震器总成32与所述垂向加载装置20相连。

所述悬架支架31模拟原车的副车架，通过螺栓固定三角臂33的前衬套和后衬套，保证三角臂33可以上下摆动。

进一步地，所述垂向加载装置20包括：加载装置和加载支架21；所述加载支架21设置在在所述系统支架10上，所述加载装置固定在所述加载支架21上。

本实施例中，所述悬架支架31和所述加载支架21分别通过螺栓固定在所述系统支架10上。

加载装置与悬架主销方向保持一致，与悬架减震器固定，沿着主销方向给悬架施加载荷。轮毂电机的转定子通过轴承固定于转向节上，轮胎40的平面水平置于转鼓50平面上。转鼓50通过转轴轴固定在转鼓支架51上，整个转鼓50及转鼓支架51与振动台52相连，振动台52位于试验室地坑中。

本实施例中，为了便于调整位置，所述系统支架包括：立板和底座；所述立板固定在所述底座上，所述立板上开设有自上而下布置的紧固孔阵列；所述加载支架21和所述悬架支架31设置有与所述紧固孔阵列配合的固定结构。

系统支架10可以固定在地面上，紧固孔阵列在水平及竖直方向两个面均分布有长圆孔，以便根据不同的轮毂电动轮系统调整固定位置，其中竖直面上为水平的长圆孔，防止工装夹具滑落。

进一步地，所述轮毂电动轮测试台架还包括：高压电源柜、电机控制器、垂向加载装置20控制器及测试平台主机；所述高压电源柜分别与所述电机控制器、所述垂向加载装置控制器以及所述测功机相连；所述测试平台主机与所述高压电源柜、所述电机控制器以及所述垂向加载装置控制器相连。

基于上述轮毂电动轮测试台架可进行以下检测。

在耐振动试验中，垂向加载装置20给悬架施加整车分解到单轮的载荷，测功机施加负载，可模拟不同路面的阻力。轮毂电机的线束、管路等都接上，并通水通电。通过电机控制器使电动轮保持在转鼓上稳定运转，振动台模拟路面激励给到转鼓。根据GB/T 20846中4.1.2.5乘用车非弹性体(车轮、车轮悬挂)进行测试。试验不得出现高低压线束磨损、水管断裂、过温保护、绝缘损坏、螺钉松脱、结构件损坏、异响、卡死等任何形式的故障。

参见图2，对于可靠耐久测试，除了GB/T 29307中的402h测试，针对轮毂电动轮一直承受径向载荷的特性，额外增加动态径向疲劳载荷测试。在图1所示台架的基础上，去掉弹簧减震器总成32，加载装置直接与固定转向节。乘用车车轮的一般使用胎压为250kPa，试验时轮胎的冷充气气压应为450kPa。加载装置应保持规定的径向载荷，误差不超过2.5％。径向载荷Fr＝Fv·K，其中Fv为单轮应承受的最大垂直静载荷，K为强化系数，一般取2.25。试验时，轮毂电动轮保持匀速运转，加载装置通过转向节对电动轮施加径向载荷Fr，循环次数为50万次。试验后，检查轮毂电动轮是否有损伤，以及密封是否失效。

对于轮毂电动轮，还应考核高负荷制动时的可靠耐久。测试时，使轮毂电机达到峰值转速，制动减速度设为1g，使轮毂电动轮由峰值转速降为0，循环70次。试验后，检查制动器及轮毂电机转子是否有损伤。

本实施例还提供一种基于所述的轮毂电动轮测试台架的轮毂电动轮测试方法。

本发明通过将轮毂电机驱动轮及悬架系统、振动台、转鼓组合在一起，使轮毂电动轮在旋转过程中受到各种激励，能更加准确地模拟实车状态，结果更加可信，在耐久试验中增加了径向载荷疲劳及制动工况的测试，能考验轮毂电动轮的综合耐久情况。整个试验台架包含轮毂电动轮、悬架、测功机、振动台、转鼓、电源柜、电机控制器、加载装置、EHB系统、联轴器、支架等部分，通过上位机来控制电机控制器、加载装置、EHB系统、测功机，可进行多种测试。

本实施例的轮毂电动轮耐久测试方法，增加径向疲劳载荷测试，使振动台不启动，通过电机控制器或者测功机和转鼓使轮毂电动轮旋转，通过垂向加载装置对转向节施加一定次数循环的径向载荷激励，考察轮毂电动轮的径向疲劳。轮毂电动轮耐久测试方法，增加高负荷制动耐久测试，使轮毂电动轮由峰值转速降为0，往复循环，考察轮毂电动轮制动时的可靠耐久。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的轮毂电动轮测试台架及测试方法，为了应对轮毂电机的安装和工作工况，通过设置系统支架、轮边悬架系统和垂向加载装置模拟构建轮毂电机在车辆上的安装环境以及垂向受力状态，在耐振动及耐久测试时模拟整车轴荷施加给轮毂电动轮，从而提升检测的可靠性；同时设置轮胎、轮辋配合转鼓、转鼓支架以及测功机，模拟轮毂电机的路面行驶工况，使轮毂电机在工作状态下进行台架测试，通过测功机给转鼓施加扭矩负载，然后通过转鼓对车轮的摩擦阻力来模拟路面阻力，提升检测的可靠性；在转鼓支架上固定振动台，振动台通过转鼓将振动传递给轮毂电动轮，来模拟路面不平度引起的振动激励，提升检测的可靠性。通过垂向加载装置可对转向节施加一定次数循环的径向载荷激励，考察轮毂电动轮的径向疲劳；可实现高负荷制动耐久测试，使轮毂电动轮由峰值转速降为0，往复循环，考察轮毂电动轮制动时的可靠耐久。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种轮毂电动轮测试台架，其特征在于，包括：系统支架、轮边悬架系统、垂向加载装置、轮辋、轮胎、转鼓、转鼓支架、振动台以及测功机；

所述轮边悬架系统枢转连接在所述系统支架上，所述轮边悬架系统设置有与轮毂电机定子适配连接的连接部；

所述垂向加载装置设置在所述系统支架上，且所述垂向加载装置与所述轮边悬架系统相连；

所述轮辋内设置有配合待检轮毂电机的配合结构，所述轮胎设置在所述轮辋上；

所述转鼓可转动地固定在所述转鼓支架上，且所述转鼓支撑在所述轮胎下方；

所述振动台设置在所述转鼓支架上，所述测功机与所述转鼓相连。

2.如权利要求1所述的轮毂电动轮测试台架，其特征在于，所述轮毂电动轮测试台架还包括：制动碟及制动卡钳；

所述制动碟设置有适配所述轮毂电机转子的安装结构，所述制动卡钳匹配设置在所述轮边悬架系统上。

3.如权利要求1所述的轮毂电动轮测试台架，其特征在于，所述测功机的转轴通过万向联轴器与所述转鼓的转轴相连。

4.如权利要求1所述的轮毂电动轮测试台架，其特征在于，所述悬架系统包括：悬架组件以及悬架支架；

所述悬架支架固定在所述系统支架上，所述悬架组件与所述悬架支架枢转连接。

5.如权利要求4所述的轮毂电动轮测试台架，其特征在于，所述悬架组件包括：三角臂、转向节以及弹簧减震器总成；

所述转向节与所述三角臂相连，所述转向节设置有用于连接待检侧轮毂电机的定子的连接部；

所述三角臂与所述悬架支架枢转相连；

所述弹簧减震器总成连接在所述转向节上，且所述所述弹簧减震器总成与所述垂向加载装置相连。

6.如权利要求5所述的轮毂电动轮测试台架，其特征在于，所述垂向加载装置包括：加载装置和加载支架；

所述加载支架设置在在所述系统支架上，所述加载装置固定在所述加载支架上。

7.如权利要求5所述的轮毂电动轮测试台架，其特征在于，所述系统支架包括：立板和底座；

所述立板固定在所述底座上，所述立板上开设有自上而下布置的紧固孔阵列；

所述加载支架和所述悬架支架设置有与所述紧固孔阵列配合的固定结构。

8.如权利要求1所述的轮毂电动轮测试台架，其特征在于，所述轮毂电动轮测试台架还包括：高压电源柜、电机控制器以及垂向加载装置控制器；

所述高压电源柜分别与所述电机控制器、所述垂向加载装置控制器以及所述测功机相连。

9.如权利要求8所述的轮毂电动轮测试台架，其特征在于，所述轮毂电动轮测试台架还包括：测试平台主机；

所述测试平台主机与所述高压电源柜、所述电机控制器以及所述垂向加载装置控制器相连。

10.一种轮毂电动轮测试方法，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的轮毂电动轮测试台架进行测试。

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