CN203732278U - 一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统，该系统包括：AR3电源输入柜、TM2整流变压器、AR4直流稳压电源柜、AR5测量柜、AR6测功机控制器、C2交流电力测功机、T-n转矩转速传感器、功率分析仪、工业计算机以及工况控制器。本实用新型采用电动汽车电惯量模拟系统，简化系统惯量测试需求，提高了惯量模拟的可适应性；同时，摒弃传统的汽车发动机测试系统进行电动汽车的简单工况测试，满足了电动汽车特有的多种类型工况的测试需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，更具体的说，是涉及一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统。
背景技术
目前，车辆和自牵引机械用热机的废气排放水平在很大程度上决定了世界生态系统状况。尽管电子和自动化技术在热机工作过程中的广泛应用，已大大改进了燃油燃烧质量，但随着车辆数量的急剧增加，热机燃烧排放问题仍没有得到有效的解决；另一方面，全球石油储量有限，能源危机日益严峻，为了提高车辆的燃油经济性，保证汽车工业持续发展，不断发展了新一代节能的汽车。
电动汽车以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，一般采用高效率充电电池或燃料电池为动力源，是一种节约石油资源、无污染的理想“零排放”汽车，并可加大非石油资源的利用率，无疑是解决上述问题的有效途径，因此，近些年来受到了广泛的关注和重视。在电动汽车的生产和测试过程中，需要对汽车进行简单的工况测试，对于电动汽车来说，采用基于传统的汽车发动机测试系统进行电动汽车的简单工况测试，无法满足电动汽车特有的多种类型工况的测试需求。
因此，提供一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统，采用电动汽车电惯量模拟系统，简化系统惯量测试需求，提高惯量模拟的可适应性，是本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统，以克服现有技术中由于采用基于传统的汽车发动机测试系统进行电动汽车的简单工况测试，无法满足电动汽车特有的多种类型工况的测试需求的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统，其特征在于，包括：
与50Hz/400V进线电源直接相连，进行测试台架总进线电源保护的AR3电源输入柜；
与所述AR3电源输入柜相连，整流隔离并降低谐波对电网干扰的TM2整流变压器；
与所述TM2整流变压器相连，采用IGBT进行直流整流和逆变的AR4直流稳压电源柜；
与所述AR4直流稳压电源柜相连，内部安装隔离开关以及高精度传感器用于直流电源输出分断控制、电机控制器输入电参数以及被试电机侧的电参数测量、输出接线端子的AR5测量柜；
与50Hz/400V进线电源直接相连，交流电力测功机C2牵引控制及制动控制，控制方式为直接转矩控制的AR6测功机控制器；
与所述AR6测功机控制器相连，作为被测试电机的负载设备的C2交流电力测功机；
与所述C2交流电力测功机相连，进行扭矩信号检测的T-n转矩转速传感器；
分别与所述T-n转矩转速传感器和所述AR5测量柜相连，对整个系统进行功率分析的功率分析仪；
与所述功率分析仪相连，对工况控制器的在线控制、实时仿真计算公式、参数的下发，系统运行状态的监控的工业计算机；
分别与所述T-n转矩转速传感器、所述工业计算机及设置在所述AR5测量柜的被测试电机控制器相连，对整个系统进行实时在线仿真控制，获取各项运行参数，对系统进行各项控制，获取上位计算机的控制指令进行系统的动态控制和保护的工况控制器。
其中，所述AR5测量柜连接M2被测试电机，所述M2被测试电机安装在铸铁平台上的安装支架上。
其中，所述IGBT为主动关断型器件。
其中，所述工业计算机包括：键盘、鼠标、工业液晶显示器、打印机、面板显示仪表和各类指示灯、控制开关及按钮。
其中，所述功率分析仪的测量方式采用功率分析仪连接微机测量，且测量回路配置高精度电流传感器。
其中，所述AR6测功机控制器的控制方式采用PLC直接进行连锁控制。
其中，所述工况控制器进行扭矩、转速、油门位置、制动踏板位置控制参数的PID参数设置功能。
其中，所述工况控制器还具有故障诊断及报警功能。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开了一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统，该系统包括：AR3电源输入柜、TM2整流变压器、AR4直流稳压电源柜、AR5测量柜、AR6测功机控制器、C2交流电力测功机、T-n转矩转速传感器、功率分析仪、工业计算机以及工况控制器。本实用新型采用电动汽车电惯量模拟系统，简化系统惯量测试需求，提高了惯量模拟的可适应性；同时，摒弃传统的汽车发动机测试系统进行电动汽车的简单工况测试，满足了电动汽车特有的多种类型工况的测试需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例公开的一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型公开了一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统，该系统包括：AR3电源输入柜、TM2整流变压器、AR4直流稳压电源柜、AR5测量柜、AR6测功机控制器、C2交流电力测功机、T-n转矩转速传感器、功率分析仪、工业计算机以及工况控制器。本实用新型采用电动汽车电惯量模拟系统，简化系统惯量测试需求，提高了惯量模拟的可适应性；同时，摒弃传统的汽车发动机测试系统进行电动汽车的简单工况测试，满足了电动汽车特有的多种类型工况的测试需求。
请参阅附图1，为本实用新型实施例公开的一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统结构示意图。本实用新型实施例公开了一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统，该系统具体结构包括：与50Hz/400V进线电源直接相连，进行测试台架总进线电源保护的AR3电源输入柜1；与所述AR3电源输入柜1相连，整流隔离并降低谐波对电网干扰的TM2整流变压器2；与所述TM2整流变压器2相连，采用IGBT进行直流整流和逆变的AR4直流稳压电源柜3；与所述AR4直流稳压电源柜3相连，内部安装隔离开关以及高精度传感器用于直流电源输出分断控制、电机控制器输入电参数以及被试电机侧的电参数测量、输出接线端子的AR5测量柜4；与50Hz/400V进线电源直接相连，交流电力测功机C2牵引控制及制动控制，控制方式为直接转矩控制的AR6测功机控制器5；与所述AR6测功机控制器5相连，作为被测试电机的负载设备的C2交流电力测功机6；与所述C2交流电力测功机6相连，进行扭矩信号检测的T-n转矩转速传感器7；分别与所述T-n转矩转速传感器7和所述AR5测量柜4相连，对整个系统进行功率分析的功率分析仪8；与所述功率分析仪8相连，对工况控制器10的在线控制、实时仿真计算公式、参数的下发，系统运行状态的监控的工业计算机9；分别与所述T-n转矩转速传感器7、所述工业计算机9及设置在所述AR5测量柜4的被测试电机控制器相连，对整个系统进行实时在线仿真控制，获取各项运行参数，对系统进行各项控制，获取上位计算机的控制指令进行系统的动态控制和保护的工况控制器10。
本实用新型采用电动汽车电惯量模拟系统，简化系统惯量测试需求，提高了惯量模拟的可适应性；同时，摒弃传统的汽车发动机测试系统进行电动汽车的简单工况测试，满足了电动汽车特有的多种类型工况的测试需求。
优选的，所述AR5测量柜连接M2被测试电机，所述M2被测试电机安装在铸铁平台上的安装支架上。
其内部安装隔离开关以及高精度传感器用于直流电源输出分断控制、电机控制器输入电参数以及被试电机侧的电参数测量、输出接线端子。
优选的，所述IGBT为主动关断型器件。系统的控制精度、稳定性可以得到提高，并且可以避免逆变颠覆的危险。
优选的，所述工业计算机包括：键盘、鼠标、工业液晶显示器、打印机、面板显示仪表和各类指示灯、控制开关及按钮。
操作台包括操作台架、UPS稳压隔离电源、工业计算机（含键盘、鼠标）、17英寸工业液晶显示器、打印机、面板显示仪表和各类指示灯、控制开关与按钮。
优选的，所述功率分析仪的测量方式采用功率分析仪连接微机测量，且测量回路配置高精度电流传感器。中间环节采用信号调理接口模块，选用功率分析仪连接计算机完成信号采集和测量任务。
优选的，所述AR6测功机控制器的控制方式采用PLC直接进行连锁控制。采用PLC进行联锁控制，联锁程序可根据用户的要求自由编辑、修改，控制系统性能稳定、系统可扩展性好。
测功机基本组成：由一台悬浮起来的交流电力测功机，转矩转速传感器、安装底座及与动力机械连接法兰、可四象限运行的交流变频调速系统组成。它们的工作原理都是将交流电机发出的交流电逆变为直流电然后再逆变为交流电上网。交流变频调速系统通过控制测功机的的转速和扭矩来对被试电机进行加载。
优选的，所述工况控制器进行扭矩、转速、油门位置、制动踏板位置控制参数的PID参数设置功能。工况控制器同测功机相连进行转速、扭矩的快速测量，同功率分析仪相连进行电机系统的电压、电流快速测量。通过CAN、MODBUS、以太网数字通讯接口同测功机变频柜相连进行转速、扭矩、测功机电量的控制指令更新速率应大于等于1kHz，通讯速率大于等于1KHz。
优选的，所述工况控制器还具有故障诊断及报警功能。
工况控制器具有电子油门与制动踏板位置模拟功能：提供0-5V的直流电压信号（模拟量，相当于油门踏板的开度）用于对电机电动功率的控制；工况控制器再提供0-5V的直流电压信号（模拟量，相当于制动踏板的开度）用于对电机发电功率的控制；工况控制器增加一个制动信号（数字量，0－1信号，1代表电机发电工况，0代表电机电动工况，用以控制电机控制器由电动到发电或由发电到电动工况之间的转换）。要求两种油门信号与制动信号可以进行手动操作控制，又可以进行自动控制；在手动控制时，如果在发电工况时，电动油门不起作用，在电机电动时制动油门不起作用。在进行自动工况时，手动控制不起作用。
在牵引工况下，汽车电机及控制器模拟车辆牵引，其输出功率经变速器传递给处于发电工况的交流电力测功机，交流测功机按照转矩闭环控制，模拟列车的阻力负载,替代原有的机械飞轮的惯性模拟。
在电制动工况下，交流测功机继续模拟车辆在制动过程中的阻力变化，而汽车电机及控制器根据计算进行惯性和阻力的模拟,使被试电机处于发电工况，模拟实现车辆再生能量的电阻消耗或者反馈，替代原有的机械飞轮的惯性模拟。
在更换被试品后，将新的被试品的参数、数据输入到计算机中，计算机将实时计算后的数据下发到工况控制器中，即可实现对多中被试品的自动电惯量模拟功能。
综上所述：本实用新型公开了一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统，该系统包括：AR3电源输入柜、TM2整流变压器、AR4直流稳压电源柜、AR5测量柜、AR6测功机控制器、C2交流电力测功机、T-n转矩转速传感器、功率分析仪、工业计算机以及工况控制器。本实用新型采用电动汽车电惯量模拟系统，简化系统惯量测试需求，提高了惯量模拟的可适应性；同时，摒弃传统的汽车发动机测试系统进行电动汽车的简单工况测试，满足了电动汽车特有的多种类型工况的测试需求。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种电动汽车电驱动工况仿真试验系统，其特征在于，包括：
与50Hz/400V进线电源直接相连，进行测试台架总进线电源保护的AR3电源输入柜；
与所述AR3电源输入柜相连，整流隔离并降低谐波对电网干扰的TM2整流变压器；
与所述TM2整流变压器相连，采用IGBT进行直流整流和逆变的AR4直流稳压电源柜；
与所述AR4直流稳压电源柜相连，内部安装隔离开关以及高精度传感器用于直流电源输出分断控制、电机控制器输入电参数以及被试电机侧的电参数测量、输出接线端子的AR5测量柜；
与50Hz/400V进线电源直接相连，交流电力测功机C2牵引控制及制动控制，控制方式为直接转矩控制的AR6测功机控制器；
与所述AR6测功机控制器相连，作为被测试电机的负载设备的C2交流电力测功机；
与所述C2交流电力测功机相连，进行扭矩信号检测的T-n转矩转速传感器；
分别与所述T-n转矩转速传感器和所述AR5测量柜相连，对整个系统进行功率分析的功率分析仪；
与所述功率分析仪相连的工业计算机；
分别与所述T-n转矩转速传感器、所述工业计算机、所述AR6测功机控制器及设置在所述AR5测量柜的被测试电机控制器相连的工况控制器。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AR5测量柜连接M2被测试电机，所述M2被测试电机安装在铸铁平台上的安装支架上。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述IGBT为主动关断型器件。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工业计算机包括：键盘、鼠标、工业液晶显示器、打印机、面板显示仪表和各类指示灯、控制开关及按钮。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功率分析仪的测量方式采用功率分析仪连接微机测量，且测量回路配置高精度电流传感器。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AR6测功机控制器的控制方式采用PLC直接进行连锁控制。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工况控制器进行扭矩、转速、油门位置、制动踏板位置控制参数的PID参数设置功能。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工况控制器还具有故障诊断及报警功能。
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