CN203719894U - 一种用于电动汽车的高速变速箱试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，包括模拟车载电机的驱动电机，所述驱动电机的输入端通过驱动电机控制器与监控测量系统相连接，所述驱动电机的输出端通过法兰与增速齿轮箱的低速输入端相连接，所述增速齿轮箱的高速输出端通过法兰与被试变速箱输入端的高速扭矩转速传感器相连接，所述被试变速箱输出端的两侧半轴分别通过低速扭矩转速传感器一和低速扭矩转速传感器二与模拟行驶阻力的电力测功机一和电力测功机二相连接。本实用新型的试验台不仅可以，而且还可以完成传统汽车中低速变速箱的试验，另外还可以在台架上面完成道路阻力模拟和道路坡度等道路工况试验，兼容性和适应性良好。

Description

一种用于电动汽车的高速变速箱试验台

技术领域

本实用新型涉及一种汽车试验台，具体涉及一种用于电动汽车的高速变速箱试验台。

背景技术

汽车变速箱试验台主要用于变速箱和驱动桥的性能试验、温升试验、可靠性耐久试验和研发试验等。现有汽车变速箱试验台用于应用对象是传统的汽油车或者柴油车变速箱，由于汽油车的发动机最高工作转速在6500rpm（柴油车比汽油车转速低的多），因此与发动机配套的变速箱的最高工作转速一般也不会超过6500rpm，显然与之配套的变速箱试验台的最高工作转速不超过7000rpm。

随着能源和环境问题在全球范围内的关注，以纯电动汽车为代表的新能源汽车成为了今后汽车工业的发展方向。用于电动汽车的驱动电机最高工作转速普遍高达9000rpm，国外已经有了驱动电机的最高工作转速高达12000rpm的电动汽车。因此传统的汽车变速箱试验台无法满足电动汽车变速箱的试验。

现有的高速变速箱试验只能在传统变速箱试验台上按照传统变速箱的最高工作转速试验进行测试，对于电动汽车特有的高速测试只能在整车上进行，但由于受到整车空间及实际道路条件的限制，无法按照设计要求的条件完成验证考核。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，主要针对传统变速箱试验台架无法完成电动汽车变速箱的高速试验。该试验台不仅可以完成高速变速箱的测试，还兼容传统汽车中低速变速箱的试验，在同一试验台上实现不同转速条件的变速箱试验。

本实用新型采用的技术方案具体为：一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，包括模拟车载电机的驱动电机，所述驱动电机的输入端通过驱动电机控制器与监控测量系统相连接，所述驱动电机的输出端通过法兰与增速齿轮箱的低速输入端相连接，所述增速齿轮箱的高速输出端通过法兰与被试变速箱输入端的高速扭矩转速传感器相连接，所述被试变速箱输出端的两侧半轴分别通过低速扭矩转速传感器一和低速扭矩转速传感器二与模拟行驶阻力的电力测功机一和电力测功机二相连接。

所述电力测功机一和电力测功机二分别通过测功机控制器一和测功机控制器二与所述监控测量系统相连接。

所述低速扭矩转速传感器一和低速扭矩转速传感器二通过测量线与所述监控测量系统相连接。

所述增速齿轮箱和所述监控测量系统之间设有增速齿轮箱润滑装置。

所述被试变速箱和所述监控测量系统之间设有被试变速箱机油恒温及润滑装置。

所述增速齿轮箱采用双输入轴与双输出轴的结构。

所述增速齿轮箱采用1:1和1:2两档变速比。

所述增速齿轮箱的输入转速范围为0～7000rpm，所述增速齿轮箱的输出转速范围为0～14000rpm，传递功率为250kW。

所述驱动电机在0-3000rpm的转速范围内以最大转矩700Nm工作，在3000-6500rpm的转速范围内以最大功率220kW连续工作。

一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，用电涡流测功机一和电涡流测功机二替换所述电力测功机一和所述电力测功机二，在所述低速扭矩转速传感器一、低速扭矩转速传感器二与模拟行驶阻力的电涡流测功机一和电涡流测功机二之间分别设有飞轮一和飞轮二。

本实用新型产生的有益效果是：

采用集成增速齿轮箱的设计，避免电动汽车高速变速箱试验时设备的安装干涉，可以满足用于电动汽车的变速箱高速试验中高达12000rpm的转速要求；

本实用新型的试验台不仅可以完成高速变速箱的测试，而且还兼容传统汽车中低速变速箱的试验，且增速齿轮箱的双输入输出结构通过不同的组合演变在同一试验台上可以实现不同结构的变速箱试验，适用性良好；

此外，除了能进行电动汽车变速箱试验的性能试验、温升试验、可靠性耐久试验，试验台还可以完成传统变速箱试验台所不具备的整车道路模拟试验，为产品研发等提供基础试验数据。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本实用新型。此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，其中：

图1为本实用新型一种用于电动汽车的高速变速箱试验台的结构示意图之一；

图2为本实用新型一种用于电动汽车的高速变速箱试验台的增速齿轮箱输出轴；

图3为本实用新型一种用于电动汽车的高速变速箱试验台的结构示意图之二。

图中：驱动电机1、增速齿轮箱2、高速扭矩转速传感器3、被试变速箱4、低速扭矩转速传感器一5、低速扭矩转速传感器二6、电力测功机一7、电涡流测功机一71、电力测功机二8、电涡流测功机二81、测功机控制器一9、测功机控制器二10、驱动电机控制器11、监控测量系统12、增速齿轮箱润滑冷却装置13、被试变速箱机油恒温及润滑装置14、飞轮一15、飞轮二16。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示的一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，包括驱动电机1、增速齿轮箱2、高速扭矩转速传感器3、被试变速箱4、低速扭矩转速传感器一5、低速扭矩转速传感器二6、电力测功机一7、电力测功机二8、测功机控制器一9、测功机控制器二10、驱动电机控制器11和监控测量系统12，以及增速齿轮箱润滑冷却装置13和被试变速箱机油恒温及润滑装置14。试验台的具体实现方案如下：

驱动电机1模拟车载电机，其机械输出通过连接法兰与增速齿轮箱2连接，驱动电机1输入通过电缆与驱动电机控制器11电气连接，监控测量系统12通过通讯线与驱动电机控制器11相连，实现对驱动电机1的控制。驱动电机1在0-3000rpm的转速范围内以最大转矩700Nm工作，在3000-6500rpm的转速范围内以最大功率220kW连续工作。

增速齿轮箱2的低速输入端与驱动电机1连接，其高速输出端通过连接法兰与高速转速转矩传感器3相连。同时图2所示，增速齿轮箱2采用两档变速比（1:1和1:2两档速比，输入速度范围0～7000rpm，输出转速0～14000rpm，传递功率250kW），可以实现电动汽车低速大扭矩与高速大功率的全范围特性试验要求，又能兼顾传统汽车变速箱的测试需要。

增速齿轮箱2的结构采用双输入轴与双输出轴的设计，可以满足不同结构变速箱试验需求。驱动电机1与被试变速箱4输入端的高速转速转矩传感器3之间没有采用直接机械连接，而是通过增速齿轮箱2与被试变速箱4输入端的高速转速转矩传感器3连接，主要原因有以下两点：

首先，驱动电机1为试验台专用电机，其功率远大于电动汽车的车载电机，但是其最高工作转速又低于车载电机，因此需要在被试变速箱4输入端的高速转速转矩传感器3之间增加一套增速齿轮箱，满足被试品对性能的试验要求；

其次，驱动电机1为试验台专用电机，其外形尺寸较普通电动汽车车载电机大，若直接与被试变速箱4输入端的高速转速转矩传感器3连接，会造成与被试变速箱4的输出半轴干涉，而采用独立设计的增速齿轮箱2可以避免机械结构方面的干涉。

增速齿轮箱润滑冷却装置13主要用于增速齿轮箱2内部机械结构的润滑，其通过监控测量系统12进行控制。被试变速箱4的输入端与转速转矩传感器3连接，输出端两侧的半轴通过低速转速转矩传感器一和5低速转速转矩传感器二6与电力测功机一7和电力测功机二8相连接，被试变速箱4的输入输出端的转速转矩信号通过测量线传送到监控测量系统12，实现对被试变速箱4输入输出的信号采集及处理。

被试变速箱机油恒温及润滑装置14一方面实现对被试变速箱4内部机械结构的润滑，同时又确保试验过程中被试变速箱4内部的机油温度控制在要求的工作范围内，通过监控测量系统12实现对被试变速箱机油恒温及润滑装置14的温度控制及状态检测。

电力测功机一7和电力测功机二8模拟车辆行驶过程中两侧车轮遇到的行驶阻力，其输入与被试变速箱4两侧半轴的低速转速转矩传感器一5和低速转速转矩传感器二6相连接，其输出通过电缆与测功机控制器一9和测功机控制器二10电气连接。监控测量系统12通过通讯线与测功机控制器一9和测功机控制器二10相连，用于实现对电力测功机一7和电力测功机二8的控制。

本实用新型的试验台用在电动汽车高速变速箱试验中时，主要有以下两种工作模式：

第一种工作模式：在正常前进或者后退运行时，驱动电机1运行在电动机工作状态，能量从电网依次经过驱动电机控制器11、驱动电机1、增速齿轮箱2、高速扭矩转速传感器3、被试变速箱4、低速扭矩转速传感器一5和低速扭矩转速传感器二6、电力测功机一7和电力测功机二8，然后经过测功机控制器一9和测功机控制器二10回馈到电网；

第二种工作模式：在车辆下坡或者由高速刹车到低速运行时，驱动电机1运行在发电机工作状态，能量从电网依次经过测功机控制器一9和测功机控制器二10、电力测功机一7和电力测功机二8、低速扭矩转速传感器一5和低速扭矩转速传感器二6、被试变速箱4、高速扭矩转速传感器3、增速齿轮箱2、驱动电机1，然后经过驱动电机控制器11回馈到电网，上述第二种工作模式是电动汽车的驱动系统特有的工作模式。

作为明显的优点，本实用新型的试验台不仅可以进行电动汽车及传统汽车变速箱的性能试验、温升试验、可靠性耐久试验，而且通过设置相应的车辆参数，可以在台架上面完成道路阻力模拟和道路坡度等道路工况试验，在车辆没有装配之前即可完成整车的道路模拟试验，为产品的研发提供基础试验数据。

实施例2

如图3所示的一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，与实施例的主结构基本一致，与其相比，主要是将负载测功机由电力测功机改为电涡流测功机，并增加飞轮。电涡流测功机一7和电涡流测功机二8模拟车辆行驶过程中两侧车轮遇到的行驶阻力，其输入与飞轮一15和飞轮二16连接，其输出通过电缆与测功机控制器一9和测功机控制器二10电气连接。飞轮一15和飞轮二16为可调节转动惯量飞轮，其主要目的是为了模拟实际车辆的等效惯量，可以根据不同型号的车辆选择相对应的飞轮转动惯量。监控测量系统12通过通讯线与测功机控制器一9和测功机控制器二10相连，用于实现对电涡流测功机一7和电涡流测功机二8的控制。

将该结构的试验台用于电动汽车的高速变速箱试验中时，也有以下两种工作模式：

第一种工作模式：在正常前进或者后退运行时，驱动电机1运行在电动机工作状态，能量从电网依次经过驱动电机控制器11、驱动电机1、增速齿轮箱2、高速扭矩转速传感器3、被试变速箱4、低速扭矩转速传感器一5和低速扭矩转速传感器二6、飞轮一15和飞轮二16、电涡流测功机一7和电涡流测功机二8，电涡流测功机将传递后的机械能转换为热能，通过热量的形式将能量消耗；

第二种工作模式：在车辆下坡或者由高速刹车到低速运行时，飞轮一15和飞轮二16将高速运行时储存的能量释放，能量依次从飞轮一15和飞轮二16、低速扭矩转速传感器一5和低速扭矩转速传感器二6、被试变速箱4、高速扭矩转速传感器3、增速齿轮箱2、驱动电机1，然后经过驱动电机控制器11回馈到电网。

该实施例的第一种工作模式中，能量通过电涡流测功机转换为热能消耗；第二种工作模式中将飞轮系统中储存的能量反馈回电网，这是与实施例一的不同之处。

如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，其特征在于，包括模拟车载电机的驱动电机，所述驱动电机的输入端通过驱动电机控制器与监控测量系统相连接，所述驱动电机的输出端通过法兰与增速齿轮箱的低速输入端相连接，所述增速齿轮箱的高速输出端通过法兰与被试变速箱输入端的高速扭矩转速传感器相连接，所述被试变速箱输出端的两侧半轴分别通过低速扭矩转速传感器一和低速扭矩转速传感器二与模拟行驶阻力的电力测功机一和电力测功机二相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，其特征在于，所述电力测功机一和电力测功机二分别通过测功机控制器一和测功机控制器二与所述监控测量系统相连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，其特征在于，所述低速扭矩转速传感器一和低速扭矩转速传感器二通过测量线与所述监控测量系统相连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，其特征在于，所述增速齿轮箱和所述监控测量系统之间设有增速齿轮箱润滑装置。

5.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，其特征在于，所述被试变速箱和所述监控测量系统之间设有被试变速箱机油恒温及润滑装置。

6.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，其特征在于，所述增速齿轮箱采用双输入轴与双输出轴的结构。

7.根据权利要求6所述的一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，其特征在于，所述增速齿轮箱采用1:1和1:2两档变速比。

8.根据权利要求7所述的一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，其特征在于，所述增速齿轮箱的输入转速范围为0～7000rpm，所述增速齿轮箱的输出转速范围为0～14000rpm，传递功率为250kW。

9.根据权利要求8所述的一种用于电动汽车的高速变速箱试验台，其特征在于，所述驱动电机在0-3000rpm的转速范围内以最大转矩700Nm工作，在3000-6500rpm的转速范围内以最大功率220kW连续工作。

10.一种如权利要求1所述的高速变速箱试验台，其特征在于，用电涡流测功机一和电涡流测功机二替换所述电力测功机一和电力测功机二，在所述低速扭矩转速传感器一、低速扭矩转速传感器二与模拟行驶阻力的电涡流测功机一和电涡流测功机二之间分别设有飞轮一和飞轮二。