CN1539671A - 电动车辆双路电传动测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动车辆双路电传动测试装置，可以模拟电动车辆行驶过程中的传动系统受力。整个装置采用模块化设计和双路布置，通过中央计算机实现两路之间的加载协调控制。机械部分之间利用联轴器连接，各个部分的工作状态利用总线由中央计算机监控。测功机加载也由中央计算机通过测功机控制器控制，车辆惯性力由机械惯量匹配和电惯量补偿联合模拟。不论是单电机驱动还是多电机或电动轮驱动的电动汽车，该装置均可完成对左右侧传动负载的模拟，进一步实现电动车辆电传动系统的全面性能测试和监控。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动车辆双路电传动测试装置，尤其是电动车辆电传动的电特性、传动动力特性的测试装置。
背景技术
当今电动汽车研发如火如荼，但是也应注意到，电动汽车的研发手段还是比较落后，基本上通过实际车辆路上试验不断积累试验数据，开发周期长。在当今激烈竞争的时代，开发周期延长就意味着落后，因此，很有必要建立一个可以科学评价电动车辆电传动系统性能并且有助于缩短研发周期的试验平台。纵观国际电动汽车发展先进国家，无不是依靠强大的试验平台技术使电动汽车的发展始终站在世界前沿。如美国西弗吉尼亚大学和美国福特汽车公司均建设有车辆传动试验台。然而需要注意的是，已经存在的用于电动车辆电传动的测试主要采用两种方式，一是将传统内燃机车辆测试平台进行改造，并应用于电动车辆电传动的测试，传统内燃机车辆与先进的电动车辆结构不一致，导致该测试方法不能科学全面评价电动车辆电传动的性能；二是利用电机测试平台对电动车辆电传动的部分特性进行测试，电动车辆用牵引电机要求工作转速范围宽、具有低速大扭矩和高速恒功率特点，电机测试平台也不能满足电动车辆电传动测试的基本需要。现在还没有专门适用于电动车辆电传动的测试平台。
发明内容
本发明的目的是克服现有电动车辆电传动测试技术中的不足，采用模块化设计方法，提供一种专门适用于电动车辆电传动测试的实验装置，可以模拟电动车辆行驶过程中的传动系统受力，包括车辆的惯量，并且可以实现电动车辆电传动系统的全面性能测试和评价。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的电动车辆双路电传动测试装置，包括被测试电机及其控制器、转速转矩测试仪、变速箱、机械惯量、测功机及其控制器、数据采集设备以及中央计算机，各部分利用模块化设计理念，留出与外界其他设备和仪器的接口。整个装置采用双路布置，不仅对于单电机驱动的电动汽车，而且对于多电机或电动轮驱动的电动汽车，均可以实现对行驶过程中左右侧传动负载的模拟，通过中央计算机实现两路之间的加载协调控制。
所述被测试电机、转速转矩测试仪、变速箱、机械惯量和测功机之间采用联轴器顺序连接以传递转动。电机控制器与电机之间采用电连接，测功机可以是电力测功机或者电涡流测功机，必要是也可以是制动器，测功机控制器与测功机之间也是电连接，用以实现对测功机或者制动器的控制。
机械惯量用来模拟电动车辆加/减速时的惯性力，不同形式的电动车辆可以选配相应大小的惯量，同时利用测功机做小惯量的补偿。
所述各个模块的监控信号，包括被测试电机及其控制器的电流和电压信号、转速转矩测试仪的转速和转矩信号、变速箱的轴承温度信号以及齿轮润滑冷却油压信号、机械惯量模块中的轴承温度信号，都以0～10V的电压信号输入中央计算机，用来实现对各个模块的运行状态监测，测功机控制器可以对测功机做状态监测，该监测信号也进入中央计算机。
采用总线结构对各个模块做信号检测，并由中央计算机做快速数据处理，利用图表形式显示各个模块的运行状态。并根据电动车辆电传动的测试要求，输出控制信号到测功机控制器接口，进而控制测功机加载。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)实验平台采用双路传动结构，由计算机控制实现双路的协调控制，既可以测试单电机驱动的电动汽车电传动特性，也可以测试最新的采用多电机或电动轮驱动的电动汽车的电传动特性；(2)建立了电动汽车电传动测试的多功能测试平台，通过模块配置以适应不同车型电动车辆电传动的全面综合测试，中央计算机对测试装置各个模块采用有效监控，保证了测试设备的有效运行，实现测功设备的精确加载；(3)使用机械惯量为主和电惯量补偿的惯量加载方式，模拟不同车型的惯性力；(4)电动汽车电传动测试装置发明，弥补电动车辆电传动缺乏研发手段的不足，缩短了电动车辆开发周期，加快了我国电动车辆的开发进度；(5)测试装置成本低，可靠性好，效率高，易于实现。
附图说明
图1是电动车辆双路电传动测试装置的结构示意图
图2是电动车辆双路电传动测试装置的信号采集图
图中：被测试电机及其控制器1连轴器2转速转矩测量仪3变速箱4机械惯量5测功机6测功机控制器7
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细论述：
在图中，电动车辆电传动测试装置主要由以下模块构成：被测试电机及其控制器1、联轴器2、转速转矩测试仪3、变速箱4、机械惯量5、测功机6、测功机控制器7、中央计算机以及数据采集设备，整个装置采用双路布置，各个模块具有与外界的机械和电气借口，由中央计算机负责各路的协调控制。对电动车辆电传动做性能测试时，如果测试的电动车辆是单电机驱动的，可以采用其中的一路；如果所测试的电动车辆使用的是多电机或者电动轮驱动，则可以使用两路模拟车辆左右传动系统受力，并由中央计算机完成对两路的加载协调控制。中央计算机也负责整个测试装置的监控，它所采集的信号包括：被测电机及控制器1的电流和电压信号，转速转矩测量仪3的转速和转矩信号，变速箱3的轴承温度信号和冷却油的压力和温度信号，机械惯量5的轴承温度信号和测功机控制器7提供的信号，这些信号通过传感器以0～10V电压的形式由数据采集系统采集，并由中央计算机处理，将整个测试装置的工作状态以图表的形式显示在计算机显示器上。测功机的加载由测功机控制器设定，设定值和实际测试值之间的误差由中央计算机做信号处理得到，并反馈到测功机控制器7，实现电动车辆电传动系统的精确加载。利用总线对各个模块做数据采集和状态监控，减少了信号线的长度和数量。
测试装置的惯量加载采用机械惯量为主，电惯量补偿的方式，机械惯量可以调整，根据不同的车型加载不同的惯量，小惯量则采用电惯量补偿的方式。
变速箱3起匹配作用，使测功设备可以施加的转矩和可以承受的转速与被测试电机的转速转矩相互匹配，其目的是保证作为电动汽车电传动测试电机及其控制器的性能可以得到全面评价。例如，在测试电机的低速大转矩特性的时候，为了保证测功设备可以精确加载，可以采用变速箱的增速功能，从而可以降低对测功机低速的转矩加载要求；在测试电机的高速恒功率特性时，当电机的转速很高，超过测功机可以承受的转速范围时，可以采用变速箱的降速功能，这样就可以保证测功机施加的负载处于最佳状态。利用变速箱完成被测试电机和测功设备之间的转速和转矩匹配后，就可以在考虑到变速比的前提下完成对机械惯量的加载，并由电惯量做小惯量补偿。测试过程中应保证的原则是：把加载的惯量和转矩转换到电机轴上的值和该被测试电动车辆电传动电机在实际道路运行时电机轴上承受的转矩和惯量一致，这一原则由中央计算机监控保证。采用转速转矩仪准确测定加载载电机轴上的转矩和转速。
整个测试设备放置在铸铁工作平台上，机械设备利用紧固螺栓或者压板压紧在平台上。作为旋转部件的联轴器要采用防护罩，以保护操作人员的安全。
Claims (3)
1.电动车辆双路电传动测试装置，包括被测试电机及其控制器、转速转矩测试仪、变速箱、机械惯量、测功机及其控制器、数据采集设备以及中央计算机，其特征是提供了一种专门适用于电动车辆电传动测试的实验装置和测试匹配方法，采用模块化设计，在整体结构上采用双路布置，不仅对于单电机驱动的电动汽车，而且对于多电机或电动轮驱动的电动汽车，均可以实现对左右侧传动负载的模拟。
2.根据权利要求1所述的电动车辆双路电传动测试装置，其特征是采用机械惯量，并结合电惯量补偿实现对电动车辆的运动惯量模拟。
3.根据权利要求1所述的电动车辆双路电传动测试装置，其特征是利用总线对各模块做工作状态监控，比较状态信号并反馈，并通过测功机控制器实现测功机的加载控制。
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