CN116202785A - 一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置及使用方法，属于车辆工程技术领域，解决电动轮测试平台缺少垂向加载不贴合车况实际从而导致模拟不准确的技术问题。包括：测试台、电动轮‑悬架‑车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置、上位机、负载控制器，所述负载控制器用于向电动轮‑悬架‑车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置发出对应命令，并反馈电动轮‑悬架‑车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置的对应信息。本发明对车辆实际运行工况下的载荷转移量进行补偿，可弥补整个测试平台缺少垂向加载动态调节装置的缺陷，便于开展考虑载荷转移的车辆动力学性能控制方面的研究。

Description

一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置及使用方法

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，具体涉及一种轮毂驱动汽车动力系统负载模拟测试装置及使用方法。

背景技术

轮毂驱动汽车具有布置简单多样、控制灵活高效的优势，为车辆动力学智能控制提供了更多的技术实现路径，是最具潜力的电动汽车形式。与此同时，由于轮毂驱动汽车电动轮高度集成化、高速化，也给轮毂驱动汽车乘坐舒适性、安全性控制带来了严峻挑战。为突破轮毂驱动汽车应用技术瓶颈，研究人员从电动轮自身动力学特性控制、适用于轮毂驱动的主动/半主动悬架系统控制以及整车动力学驱动协同控制开展了大量的研究。

开展上述研究过程中，轮毂驱动汽车专用实验平台是不可或缺的科学实验装置。为节约科学实验装置成本以及提高试验效率，随着虚拟仿真技术突飞猛进的发展，当前，研究者大多采用“虚-实”结合的手段开展科学研究。对于轮毂驱动汽车实验平台同样如此，即采用“虚-实”结合技术手段搭建实验平台，整车模型中四分之三为虚拟部分，四分之一为实体部分。关于实体部分关键技术之一就是电动轮的载荷的动态模拟。

电动轮动态载荷模拟通常包括平面(横向和纵向)动态载荷和垂向动态载荷。关于平面动态载荷模拟方法申请人前期已取得突破，并获得了国家发明专利授权。关于垂向动态载荷，其反映的是车辆在行驶过程中载荷转移情况，垂向动态载荷模拟精度和实时性直接影响轮毂驱动汽车驱动控制和行驶稳定性控制效果。同时，前期研究表明轮毂驱动汽车载荷转移较传统驱动汽车更加剧烈。通过调研发现，现有车辆垂向载荷模拟方法和装置在模拟精度和实时性两方面都不能满足协同控制和“虚-实”同步的要求。

在车辆关键技术的研发过程中，测试台架对技术研发的推进起着重要的促进作用。测试台架的主要目的在于真实模拟车辆的实际运行工况，让关键技术方法和技术指标在实验室条件下能得到合理的验证。车辆在实际运行过程中，电动轮作为主要的动力装置，其受力情况的充分模拟对整个测试平台的测试效果至关重要。现有研究中多集中于对电动轮的平面负载(纵向负载和侧向负载)进行模拟，而对于垂直负载却没有充分重视。

因此，有必要对轮毂驱动汽车垂向动态载荷模拟方法和实验装置进行深入研究，以提高垂向动态载荷模拟精度和实时性，进而为突破轮毂驱动汽车应用中的关键技术瓶颈提供重要的科学研究装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种轮毂驱动汽车动力系统负载模拟测试装置及方法，其目的在于：使得轮毂驱动汽车动力学性能测试平台在实验室环境下的运作状态更加真实，测试数据更加可靠。

本发明采用的技术方案如下：

一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置，其特征在于，包括：测试台、电动轮-悬架-车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置、负载控制器、控制终端，所述垂向负载模拟装置包括垂向负载加载装置和垂向负载补偿装置，所述纵向负载模拟装置纵向安装在测试台上，所述纵向负载模拟装置用于模拟车辆在实际运行工况下的纵向载荷，所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分与所述垂向负载模拟装置连接，所述电动轮-悬架-车身装置的电动轮部分的下端面与所述纵向负载模拟装置的传感器部分接触，所述垂向负载加载装置安装在测试台上，所述垂向负载加载装置用于模拟车辆在实际运行工况下的静态垂向载荷，所述垂向负载补偿装置安装在测试台上，所述垂向负载补偿装置位于电动轮-悬架-车身装置下方，所述垂向负载补偿装置的上端与所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分下端连接，所述垂向负载补偿装置用于模拟车辆在实际运行工况下的动态垂向载荷，所述负载控制器用于向电动轮-悬架-车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置发出对应命令，并反馈电动轮-悬架-车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置的对应信息，所述负载控制器与所述控制终端电连接。

优选的，所述垂向负载补偿装置采用整体式行星滚柱丝杠的电动缸，所述电动缸竖向安装在测试台上，所述电动缸的上端活塞部分与所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分下端连接。

进一步地，所述垂向负载补偿装置包括：导向板、活塞杆、导向机架、导向杆、缸体、壳体、伺服电机、电动缸支架、压力传感器，所述电动缸支架的顶部与所述导向机架的外侧连接，所述电动缸支架的底部安装在所述测试台上，所述导向机架与所述缸体的上端法兰连接，所述活塞杆、导向杆、缸体、壳体、伺服电机依次由上到下连接组成电动缸，所述活塞杆通过所述导向板与所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分下端连接，所述电动轮-悬架-车身装置的电动轮部分的下端面与所述压力传感器接触。

优选的，所述电动轮-悬架-车身装置为原整车1/4部分的电动轮-悬架-车身系统，包括：电动轮驱动系统、转向系统、制动系统、双横臂悬架、车身系统，所述电动轮驱动系统由轮辋轮胎和轮毂电机及其控制器连接组成，所述转向系统由转向执行机构及转向控制器连接组成，所述制动系统为碟刹系统，由摩擦片、制动泵及其控制器连接组成，所述双横臂悬架由上摆臂、下摆臂、电磁阀式减振器及空气弹簧连接组成，所述车身系统为原整车1/4车身结构，所电动轮驱动系统、转向系统、制动系统、双横臂悬架、车身系统连接组合形成原整车1/4部分的电动轮-悬架-车身系统。

优选的，所述纵向负载模拟装置包括：测功机、转矩转速传感器、联轴器、滚筒装置，所述测功机、转矩转速传感器、联轴器、滚筒装置由左向右依次连接组成所述纵向负载模拟装置，所述滚筒装置的右侧与垂向负载补偿装置连接。

优选的，所述垂向负载模拟装置包括：机架、滑轨、滑槽、车架，所述机架安装在测试台上，所述滑轨竖向安装在机架上，所述滑槽与滑轨配合滑动连接，所述车架与滑槽连接。

一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置使用方法，包括如下步骤：

S1：测试前准备；

S2：根据车辆车身参数，利用砝码调整车身质量以对应车辆模型；

S3：在系统中设置车辆模型整车参数和模拟工况，并通过负载控制器发出命令信号向轮毂电机控制器、制动系统控制器、转向系统控制器发出驱动、制动和转向工况对应命令，并反馈得到轮毂电机的驱动转矩和转速信息；

S4：测功机控制器根据设定的车辆参数和模拟工况，计算车辆的纵向负载模拟值和垂向负载模拟期望值；

S5：启动测试系统，转矩转速传感器检测得到滚筒上的扭矩和转速，压力传感器得到滚筒处的压力信号，并将该扭矩、转速和压力信号通过传送给负载控制器，压力信号经数据转化为电动轮实际的垂直载荷；

S6：负载控制器将S5中得到的实际的垂直载荷和实际的纵向负载模拟值与S4中计算的垂向负载模拟值和纵向负载模拟值进行对比，并根据对比信号负载控制器结合转速闭环控制策略实现纵向负载的动态模拟；负载控制器并结合推力闭环控制策略实现垂向负载的动态模拟。

综上所述，本发明的有益效果为：

1、本发明通过在传统轮毂驱动汽车性能试验平台的基础上着重考虑了垂向负载的施加方式，通过可变质量车身和电动缸及其控制系统的结合，实现电动轮垂直载荷静态和动态的模拟。在车架底部外接垂向负载动态模拟系统，把伺服电机输出轴的旋转运动通过与滚珠丝杠的配合变为直线运动，并作用于车身，进一步将推力作用于电动轮，对车辆实际运行工况下的载荷转移量进行补偿，可弥补整个测试平台缺少垂向加载动态调节装置的缺陷，便于开展考虑载荷转移的车辆动力学性能控制方面的研究；

2、本发明通过垂向动态模拟补偿使得垂向动态模拟更加符合实际情况，进而使得整个测试系统在纵向和垂向均能实现动态精准模拟，从而更好地贴合车辆实际工况的负载值。

3、本发明以电动缸的高推力、大行程、空间占用率小、控制精度高、成本较低的优势，并通过结构设计将压力传感器布置于滚筒底部精确采集电动轮的实际垂直载荷值，进一步将该值反馈至控制系统形成闭环控制，有利于提高整个测试平台垂向负载动态模拟的准确性和实时性，使得轮毂驱动汽车动力学性能测试效果更加真实可靠。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明中的模拟装置整体结构示意图；

图2为本发明中垂向负载补偿装置的结构示意图；

图3为本发明中的负载模拟控制系统结构示意图；

图标：1-机架、2-滑轨、3-滑槽、4-电磁阀式减振器、5-上摆臂、6-位移传感器、7-转向系统、8-下摆臂、9-测试台、10-垂向负载补偿装置、1001-导向板、1002-活塞杆、1003-导向机架、1004-导向杆、1005-缸体、1006-壳体、1007-伺服电机、1008-电动缸支架、11-压力传感器、12-滚筒组件、13-联轴器、14-转矩转速传感器、15-测功机、16-电动轮驱动系统、17-制动系统、18-空气弹簧、19-车架、20-车身系统。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合图1-图3对本发明作详细说明。

实施例一

一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置，包括：测试台9、电动轮-悬架-车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置、垂向负载补偿装置10、上位机、负载控制器，所述测试台9水平放置，所述纵向负载模拟装置纵向安装在测试台9上，所述纵向负载模拟装置用于模拟车辆在实际运行工况下的纵向载荷，所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分与所述垂向负载模拟装置连接，所述电动轮-悬架-车身装置的电动轮部分的下端面与所述纵向负载模拟装置的传感器部分接触，所述垂向负载模拟装置安装在测试台上，所述垂向负载模拟装置用于模拟车辆在实际运行工况下的静态垂向载荷，所述垂向负载补偿装置10安装在测试台9上，所述垂向负载补偿装置10位于电动轮-悬架-车身装置下方，所述垂向负载补偿装置10的上端与所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分下端连接，所述垂向负载补偿装置10用于模拟车辆在实际运行工况下的动态垂向载荷，所述上位机作为控制终端，在上位机中设置车辆模型整车参数和模拟工况，所述负载控制器与所述上位机电连接，所述负载控制器用于向电动轮-悬架-车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置、垂向负载补偿装置10发出对应命令，并反馈电动轮-悬架-车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置、垂向负载补偿装置10的对应信息。

垂向负载补偿装置10为采用整体式行星滚柱丝杠的电动缸，所述电动缸竖向安装在测试台9上，所述电动缸的上端活塞部分与所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分下端连接。

垂向负载补偿装置10包括：导向板1001、活塞杆1002、导向机架1003、导向杆1004、缸体1005、壳体1006、伺服电机1007、电动缸支架1008、压力传感器11，所述电动缸支架1008的顶部与所述导向机架1003的外侧连接，所述电动缸支架1008的底部安装在所述测试台9上，所述导向机架1003与所述缸体1005的上端法兰连接，所述活塞杆1002、导向杆1004、缸体1005、壳体1006、伺服电机1007依次由上到下连接组成电动缸，所述活塞杆1002通过所述导向板1001与所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分下端连接，所述电动轮-悬架-车身装置的电动轮部分的下端面与所述压力传感器11接触。

电动轮-悬架-车身装置为原整车1/4部分的电动轮-悬架-车身系统，包括：电动轮驱动系统16、转向系统7、制动系统17、双横臂悬架、车身系统20，所述电动轮驱动系统16由轮辋轮胎和轮毂电机及其控制器连接组成，所述转向系统7由转向执行机构及转向控制器连接组成，所述制动系统17为碟刹系统，由摩擦片、制动泵及其控制器连接组成，所述双横臂悬架由上摆臂5、下摆臂8、电磁阀式减振器4及空气弹簧18连接组成，所述车身系统20为原整车1/4车身结构，所电动轮驱动系统16、转向系统7、制动系统17、双横臂悬架、车身系统20连接组合形成原整车1/4部分的电动轮-悬架-车身系统。

纵向负载模拟装置包括：测功机15、转矩转速传感器14、联轴器13、滚筒装置12，所述测功机15、转矩转速传感器14、联轴器13、滚筒装置12由左向右依次连接组成所述纵向负载模拟装置，所述滚筒装置12的右侧与垂向负载补偿装置10连接。

垂向负载模拟装置包括：机架1、滑轨2、滑槽3、车架19，所述机架1安装在测试台9上，所述滑轨2竖向安装在机架1上，所述滑槽3与滑轨2配合滑动连接，所述车架19与滑槽3连接。

一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置使用方法，包括如下步骤：

S1：将上位机及各控制器与电源相连，检测电源匹配无误后打开总闸，此时整个系统进入运行模式；

S2：根据车辆车身参数，利用砝码调整车身质量以对应车辆模型；

S3：在系统中设置车辆模型整车参数和模拟工况，并通过负载控制器以CAN信号的形式向轮毂电机控制器、制动系统控制器、转向系统控制器发出驱动、制动和转向工况对应命令，并反馈得到轮毂电机的驱动转矩和转速信息；

S4：测功机控制器根据设定的车辆参数和模拟工况，计算车辆的纵向负载模拟值和垂向负载模拟期望值；

S5：启动测试系统，转矩转速传感器检测得到滚筒上的扭矩和转速，压力传感器得到滚筒处的压力信号，并将该扭矩、转速和压力信号通过I/O接口传送给负载控制器，压力信号经数据转化为电动轮实际的垂直载荷；

S6：负载控制器将S5中得到的实际的垂直载荷和实际的纵向负载模拟值与S4中计算的垂向负载模拟值和纵向负载模拟值进行对比，并根据对比信号负载控制器结合转速闭环控制策略实现纵向负载的动态模拟；负载控制器并结合推力闭环控制策略实现垂向负载的动态模拟。

实施例二

本发明在原整车1/4部分的“电动轮-悬架-车身”系统[1]的基础上，改进设计一套轮毂驱动汽车动力学性能测试用的垂向载荷动态模拟装置，总体硬件结构布置如图1所示。该系统的主要作用在于为基于整车1/4部分的“电动轮-悬架-车身”系统提供实时的垂向负载激励。在整车1/4部分中，轮辋轮胎和轮毂电机及其控制器共同组成电动轮驱动系统16；转向执行机构及转向控制器共同组成转向系统7；制动系统17采用碟刹系统，由摩擦片、制动泵(上泵和下泵)及其控制器组成；悬架部分采用双横臂悬架(上摆臂5、下摆臂8)，配有电磁阀式减振器4和空气弹簧18；车身系统20通过叠放质量块的方式改变车身质量。轮毂电机一端与轮辋通过螺栓连接固定，另一端通过键与螺母限制轮毂电机定子的周向和轴向运动；转向节与上下摆臂5和8通过T型铰连接，双横臂悬另一端与衬套装配，并通过螺栓及摆臂固定支座与车架连接；车架上固定有滑块，通过导轨实现在基座1侧面上下滑动；此外还有高度传感器6安装在下摆臂8及车架之间，有加速度传感器粘附在车架19上。机架1与滑轨2和测试台9都是螺栓连接，并通过滑槽3和滑轨2的配合，使得车身系统20及车架19具有垂直方向上的自由度。为在实验室环境下充分模拟实际车辆运作环境，的负载模拟系统包含两个模块：由测功机15、转矩转速传感器14、联轴器13、滚筒装置12组成的纵向负载模拟模块；由直线电机模组10以及压力传感器11组成的垂向负载模拟系统。

垂向负载模拟系统整体上采用整体式行星滚柱丝杠电动缸这种具备直线运动的系统作为负载执行装置。如图3所示，电动缸主要由伺服电机1007，联轴器及其壳体1006，缸体1005等组成。电动缸以电力作为直接动力源，利用伺服电机1007带动电动缸缸体1005内部的螺母旋转，并通过构件间的螺旋运动转化为丝杠(位于缸体内部)的直线运动，再由丝杠带动活塞杆1002做往复直线运动，其各项性能比较接近于液压缸，且相比液压缸，电动缸因结构较为简单而成本更低、空间占用率更小、更便于安装布置，同时具备了高推力、大行程等优势，且通过控制伺服电机的旋转运动对直线作动进行控制，控制方式更加方便、准确，实时性更好。导向支架组件的导向机架1003与缸体1005上的前法兰连接，导向板1001与车架19和导向杆1004都通过螺栓连接，与活塞杆1002通过螺纹连接。电动缸支架1008呈L型，外侧两平面通过螺栓分别与导向支架1003和带槽测试台9连接。利用以上电动缸的运动原理以及实际结构布置，将电动缸的推力作用与车架19，并经车架-悬架-电动轮的整车1/4结构部分进一步将推力作用于电动轮，用于补偿电动轮的垂直载荷。通过压力传感器11得到垂直载荷实际大小，将其发送给上位机形成闭环控制，使得垂直载荷的模拟更贴近车辆的真实运动状态。

将垂向负载动态模拟系统融合至整个测控平台，得到如图3所示的负载模拟控制系统示意图。整个负载模拟控制系统分为垂向控制模块和纵向控制模块两部分。

纵向负载模拟控制模块中，结合图2纵向负载模拟装置可知，电力测功机输出轴与滚筒动力轴之间安装有转矩转速传感器；测功机控制器和轮毂电机控制器都通过CAN总线与负载控制器连接；转矩转速传感器将模拟信号通过I/O接口传递给负载控制器；负载控制器与上位机间通过LIN连接进行人机交互。

垂向负载模拟控制模块中，结合图3垂向复杂模拟装置可知，电源给电动缸伺服电机驱动器供电，伺服电机驱动器与电动缸伺服电机间通过三相交流电相连，与负载控制器通过CAN总线交互信号。电动缸推力输出轴与车架相连接，实现负载补偿量(力)通过车身-悬架-电动轮的传递路径作用于电动轮。

轮毂驱动汽车动力系统负载模拟测试系统使用方法，包括如下步骤：

S1：将上位机及各控制器与电源相连，检测电源匹配无误后打开总闸，此时整个系统进入运行模式；

S2：根据车辆车身参数，利用砝码调整车身质量以对应车辆模型；

S3：在系统中设置车辆模型整车参数和模拟工况，并通过负载控制器以CAN信号的形式向轮毂电机控制器、制动系统控制器、转向系统控制器发出驱动、制动和转向工况对应命令，并反馈得到轮毂电机的驱动转矩和转速信息；

S4：测功机控制器根据设定的车辆参数和模拟工况，计算车辆的纵向负载模拟值和垂向负载模拟期望值；

S5：启动测试系统，转矩转速传感器检测得到滚筒上的扭矩和转速，压力传感器得到滚筒处的压力信号，并将该扭矩、转速和压力信号通过I/O接口传送给负载控制器，压力信号经数据转化为电动轮实际的垂直载荷；

S6：负载控制器将S5中得到的实际的垂直载荷和实际的纵向负载模拟值与S4中计算的垂向负载模拟值和纵向负载模拟值进行对比，并根据对比信号负载控制器结合转速闭环控制策略实现纵向负载的动态模拟；负载控制器并结合推力闭环控制策略实现垂向负载的动态模拟。

车辆实际运行过程中由于运行工况的不同，尤其是在加速、减速或制动过程中，存在不同程度的载荷转移，载荷转移会进一步影响电动轮与路面附着力，对车辆动力学性能测试及其控制研究产生不同程度的影响。本发明通过在车架底部外接垂向负载动态模拟系统，对车辆实际运行工况下的载荷转移量进行补偿，可弥补整个测试平台缺少垂向加载补偿控制的缺陷，便于开展考虑载荷转移的车辆动力学性能控制方面的研究；

在负载模拟系统中，实时性和模型复杂度是矛盾存在的。模型复杂度越高，模拟实行性越低，动态负载模拟装置应尽量集成化设计以减少力的传递迟滞。因此，本发明拟采用电动缸作为垂向负载模拟装置的执行元件，把伺服电机输出轴的旋转运动通过与滚珠丝杠的配合变为直线运动，并作用于车身，进一步将力补偿至电动轮垂直方向上，通过压力传感器的合理布置实时采集、监测电动轮实际垂直载荷，并反馈至控制器中形成闭环控制，解决电动轮垂向负载实时补偿控制问题。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置，其特征在于，包括：测试台(9)、电动轮-悬架-车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置、负载控制器、控制终端，所述垂向负载模拟装置包括垂向负载加载装置和垂向负载补偿装置(10)，所述纵向负载模拟装置纵向安装在测试台(9)上，所述纵向负载模拟装置用于模拟车辆在实际运行工况下的纵向载荷，所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分与所述垂向负载模拟装置连接，所述电动轮-悬架-车身装置的电动轮部分的下端面与所述纵向负载模拟装置的传感器部分接触，所述垂向负载加载装置安装在测试台上，所述垂向负载加载装置用于模拟车辆在实际运行工况下的静态垂向载荷，所述垂向负载补偿装置(10)安装在测试台(9)上，所述垂向负载补偿装置(10)位于电动轮-悬架-车身装置下方，所述垂向负载补偿装置(10)的上端与所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分下端连接，所述垂向负载补偿装置(10)用于模拟车辆在实际运行工况下的动态垂向载荷，所述负载控制器用于向电动轮-悬架-车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置发出对应命令，并反馈电动轮-悬架-车身装置、纵向负载模拟装置、垂向负载模拟装置的对应信息，所述负载控制器与所述控制终端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置，其特征在于，所述垂向负载补偿装置(10)采用整体式行星滚柱丝杠的电动缸，所述电动缸竖向安装在测试台(9)上，所述电动缸的上端活塞部分与所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分下端连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置，其特征在于，所述垂向负载补偿装置(10)包括：导向板(1001)、活塞杆(1002)、导向机架(1003)、导向杆(1004)、缸体(1005)、壳体(1006)、伺服电机(1007)、电动缸支架(1008)、压力传感器(11)，所述电动缸支架(1008)的顶部与所述导向机架(1003)的外侧连接，所述电动缸支架(1008)的底部安装在所述测试台(9)上，所述导向机架(1003)与所述缸体(1005)的上端法兰连接，所述活塞杆(1002)、导向杆(1004)、缸体(1005)、壳体(1006)、伺服电机(1007)依次由上到下连接组成电动缸，所述活塞杆(1002)通过所述导向板(1001)与所述电动轮-悬架-车身装置的车身部分下端连接，所述电动轮-悬架-车身装置的电动轮部分的下端面与所述压力传感器(11)接触。

4.根据权利要求1所述的一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置，其特征在于，所述电动轮-悬架-车身装置为原整车1/4部分的电动轮-悬架-车身系统，包括：电动轮驱动系统(16)、转向系统(7)、制动系统(17)、双横臂悬架、车身系统(20)，所述电动轮驱动系统(16)由轮辋轮胎和轮毂电机及其控制器连接组成，所述转向系统(7)由转向执行机构及转向控制器连接组成，所述制动系统(17)为碟刹系统，由摩擦片、制动泵及其控制器连接组成，所述双横臂悬架由上摆臂(5)、下摆臂(8)、电磁阀式减振器(4)及空气弹簧(18)连接组成，所述车身系统(20)为原整车1/4车身结构，所电动轮驱动系统(16)、转向系统(7)、制动系统(17)、双横臂悬架、车身系统(20)连接组合形成原整车1/4部分的电动轮-悬架-车身系统。

5.根据权利要求1所述的一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置，其特征在于，所述纵向负载模拟装置包括：测功机(15)、转矩转速传感器(14)、联轴器(13)、滚筒装置(12)，所述测功机(15)、转矩转速传感器(14)、联轴器(13)、滚筒装置(12)由左向右依次连接组成所述纵向负载模拟装置，所述滚筒装置(12)的右侧与垂向负载补偿装置(10)连接。

6.根据权利要求1所述的一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置，其特征在于，所述垂向负载模拟装置包括：机架(1)、滑轨(2)、滑槽(3)、车架(19)，所述机架(1)安装在测试台(9)上，所述滑轨(2)竖向安装在机架(1)上，所述滑槽(3)与滑轨(2)配合滑动连接，所述车架(19)与滑槽(3)连接。

7.根据权利要求1所述的一种轮毂驱动汽车电动轮垂向载荷动态模拟装置，其特征在于，还包括上位机，所述控制终端为上位机。

8.一种基于权利要求1-7所述的轮毂驱动汽车动力系统负载模拟测试系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：测试前准备；

S2：根据车辆车身参数，利用砝码调整车身质量以对应车辆模型；

S3：在系统中设置车辆模型整车参数和模拟工况，并通过负载控制器发出命令信号向轮毂电机控制器、制动系统控制器、转向系统控制器发出驱动、制动和转向工况对应命令，并反馈得到轮毂电机的驱动转矩和转速信息；

S4：测功机控制器根据设定的车辆参数和模拟工况，计算车辆的纵向负载模拟值和垂向负载模拟期望值；

S5：启动测试系统，转矩转速传感器检测得到滚筒上的扭矩和转速，压力传感器得到滚筒处的压力信号，并将该扭矩、转速和压力信号通过传送给负载控制器，压力信号经数据转化为电动轮实际的垂直载荷；

S6：负载控制器将S5中得到的实际的垂直载荷和实际的纵向负载模拟值与S4中计算的垂向负载模拟值和纵向负载模拟值进行对比，并根据对比信号负载控制器结合转速闭环控制策略实现纵向负载的动态模拟；负载控制器并结合推力闭环控制策略实现垂向负载的动态模拟。

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