CN206330758U - 一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，包括测试系统和控制测试系统运行的控制系统；所述测试装置和被试装置相对应的固定在铸铁平台上并通过第一联轴器连接，所述被试装置上设有冷却装置；所述变频逆变单元与测试装置连接，所述信息采集单元分别与测试装置和被试装置连接，所述测控单元分别与变频逆变单元、信息采集单元和电池模拟器单元连接。本实用新型采用测试装置作为负载模拟装置对被试电机驱动系统进行加载，变频逆变单元可四象限运行，电能可直接回馈电网，节能85％以上，经济性好；采用高精度双向电池模拟器单元为驱动电机系统提供可控直流电，可模拟电池充放电功能，能够实现转矩能量回馈试验。

Description

一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架

技术领域

本实用新型涉及一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架。

背景技术

电动汽车用驱动电机系统作为节能与新能源汽车的核心部件，其可靠性对电动汽车整车性能具有重要的影响。传统的汽车动力传动系统可靠性试验台架主要应用于发动机、变速器、离合器、传动轴等部件及总成的测试，其可靠性评定方法、指标及目的与电动汽车用驱动电机系统可靠性有较大的区别；其动力吸收装置以电涡流测功机为主，无法实现反拖/借助附加电机驱动系统才能够实现反拖，无法满足被试驱动电机系统工作电压可变、持续回馈转矩试验的要求，而且其运行过程中的能量全部靠水带走，资源浪费严重。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，本实用新型采用测试装置作为负载模拟装置对被试电机驱动系统进行加载，变频逆变单元可四象限运行，电能可直接回馈电网，节能85％以上，经济性好；采用高精度双向电池模拟器单元为驱动电机系统提供可控直流电，可模拟电池充放电功能，能够实现转矩能量回馈试验。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，包括测试系统和控制测试系统运行的控制系统；

所述测试系统包括铸铁平台、冷却装置、测试装置、被试装置和第一联轴器；所述测试装置和被试装置相对应的固定在铸铁平台上并通过第一联轴器连接，所述被试装置上设有冷却装置；

所述控制系统包括测控单元、信号采集单元、变频逆变单元和电池模拟器单元，所述变频逆变单元与测试装置连接，所述信号采集单元分别与测试装置和被试装置连接，所述测控单元分别与变频逆变单元、信号采集单元和电池模拟器单元连接。

所述测试装置包括第一底座、实验电机、第二联轴器、扭矩测量仪和输出法兰，所述实验电机和扭矩测量仪固定在第一底座上且同轴设置，所述实验电机的尾部设有编码器，所述实验电机的输出轴通过第二联轴器与扭矩测量仪的输入端连接，所述扭矩测量仪的输出端固定有输出法兰，所述实验电机与变频逆变单元连接，所述扭矩测量仪与信号采集单元连接。

所述输出法兰的外圆周上设有径向设置的齿槽。

所述输出法兰下方设有锁轴机构。

所述锁轴机构包括支架和锁轴架，所述支架的底端固定在铸铁平台上，所述支架的顶端固定有锁轴架，所述锁轴架呈Y型，与输出法兰和第一联轴器同轴设置，所述锁轴架的两侧设有通孔，所述通孔内设有能够在通孔内移动的销轴，所述销轴的位置与输出法兰上齿槽位置对应。

所述锁轴机构、第二联轴器和扭矩测量仪外侧设有防护罩。

所述被试装置包括第二底座、高度调节螺杆、XY调整装置、电机支架、被试电机和被试驱动单元，所述第二底座顶面设有高度调节螺杆，所述高度调节螺杆的顶部设有XY调整装置，所述XY调整装置顶部设有电机支架，所述电机支架上固定有被试电机，所述被试电机与被试驱动单元连接，所述被试电机和被试驱动单元分别与信号采集单元连接。

所述XY调整装置包括固定底板、Y向导轨、Y向丝杆，Y向托板、X向导轨、X向丝杆和X向托板，所述固定底板的顶面两侧平行设有Y向导轨，所述Y向导轨中间设有与其平行的Y向丝杆，所述Y向导轨的滑块上固定有Y向托板，所述Y向丝杆的丝母上套装有 Y滑块，所述Y滑块固定在Y向托板的底部，所述Y向托板的顶面两侧平行设有与Y向导轨垂直的X向导轨，所述X向导轨中间设有与其平行的X向丝杆，所述X向导轨的滑块上固定有X向托板，所述X向丝杆的丝母上套装有X滑块，所述X滑块固定在X向托板的底部。

所述铸铁平台底部设有弹簧减震器。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型采用测试装置作为负载模拟装置对被试电机驱动系统进行加载，变频逆变单元可四象限运行，电能可直接回馈电网，节能85％以上，经济性好；采用高精度双向电池模拟器单元为驱动电机系统提供可控直流电，可模拟电池充放电功能，能够实现转矩能量回馈试验；

2、本实用新型被试电机中心线可沿XYZ三个方向调整，方便联轴器的拆卸和测试装置的轴心线的对中，制作简便，使用安全性能高，提高了对中速度。

附图说明

图1是本实用新型原理结构示意图；

图2是本实用新型部件连接结构示意图；

图3是本实用新型立体结构示意图；

图4是本实用新型正视图结构示意图；

图5是本实用新型测试装置结构示意图；

图6是本实用新型锁轴机构结构示意图；

图7是本实用新型锁轴机构结构放大示意图；

图8是本实用新型被试装置结构示意图；

图9是本实用新型扭矩矫正装置结构示意图；

图10是本实用新型XY调整装置结构示意图；

其中，1、测试系统，2、控制系统，3、测试装置，4、第一联轴器，5、被试装置，6、冷却装置，7、电池模拟器单元，8、测控单元，9、信号采集单元，10、变频逆变单元，11、铸铁平台，12、弹簧减震器，13、第一力矩杆，14、力矩盘，15、第二力矩杆，16、吊杆， 17、砝码，31、编码器，32、实验电机，33、第二联轴器，34、扭矩测量仪，35、输出法兰， 36、第一底座，37、锁轴机构，371、支架，372、锁轴架，373、销轴，51、第二底座，52、高度调节螺杆，53、XY调整装置，531、固定底板，532、Y向导轨，533、Y向托板，534、 Y向丝杆，535、X滑块，536、X向丝杆，537、X向托板，54、电机支架，55、被试电机。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1-4所示，一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，包括测试系统1 和控制测试系统1运行的控制系统2；

所述测试系统1包括铸铁平台11、冷却装置6、测试装置3、被试装置5和第一联轴器4；所述测试装置3和被试装置5相对应的固定在铸铁平台11上并通过第一联轴器4连接，所述被试装置5上设有冷却装置6；

所述控制系统2包括测控单元8、信号采集单元9、变频逆变单元10和电池模拟器单元 7，所述变频逆变单元10与测试装置3连接，所述信号采集单元分别与测试装置3和被试装置5连接，所述测控单元8分别与变频逆变单元10、信号采集单元和电池模拟器单元7 连接。以测试装置3为动态负载模拟装置，以高精度电池模拟单元作为被试电机55供电，以测控系统为整个试验台架的控制核心，主要用于电动汽车用驱动电机系统的可靠性试验，其中：

如图5所示，所述测试装置3包括第一底座36、实验电机32、第二联轴器33、扭矩测量仪34和输出法兰35，所述实验电机32和扭矩测量仪34固定在第一底座36上且同轴设置，所述实验电机32的尾部设有编码器31，所述实验电机32的输出轴通过第二联轴器33与扭矩测量仪34的输入端连接，所述扭矩测量仪34的输出端固定有输出法兰35，所述实验电机 32与变频逆变单元10连接，所述扭矩测量仪34与信号采集单元9连接。

如图6所示，所述输出法兰35的外圆周上设有径向设置的齿槽。所述输出法兰35下方设有锁轴机构37。如图7所示，所述锁轴机构37包括支架371和锁轴架372，所述支架371的底端固定在铸铁平台11上，所述支架371的顶端固定有锁轴架372，所述锁轴架372呈Y型，与输出法兰35和第一联轴器4同轴设置，所述锁轴架372的两侧设有通孔，所述通孔内设有能够在通孔内移动的销轴373，所述销轴373的位置与输出法兰35上齿槽位置对应。所述锁轴机构37、第二联轴器33和扭矩测量仪34外侧设有防护罩，用于防止高速旋转件的飞出造成事故。

如图8所示，所述被试装置5包括第二底座51、高度调节螺杆52、XY调整装置53、电机支架54371、被试电机55和被试驱动单元，所述第二底座51顶面设有高度调节螺杆52，所述高度调节螺杆52的顶部设有XY调整装置53，所述XY调整装置53顶部设有电机支架54371，所述电机支架54371上固定有被试电机55，所述被试电机55与被试驱动单元连接，所述被试电机55和被试驱动单元分别与信号采集单元9连接。

如图10所示，所述XY调整装置53包括固定底板531、Y向导轨532、Y向丝杆534， Y向托板533、X向导轨、X向丝杆536和X向托板537，所述固定底板531的顶面两侧平行设有Y向导轨532，所述Y向导轨532中间设有与其平行的Y向丝杆534，所述Y向导轨532 的滑块上固定有Y向托板533，所述Y向丝杆534的丝母上套装有Y滑块，所述Y滑块固定在Y向托板533的底部，所述Y向托板533的顶面两侧平行设有与Y向导轨532垂直的X 向导轨，所述X向导轨中间设有与其平行的X向丝杆536，所述X向导轨的滑块上固定有X 向托板537，所述X向丝杆536的丝母上套装有X滑块535，所述X滑块535固定在X向托板537的底部。

所述测控单元8包括测控主机和上位机(图中为标出)，用于整个试验台架的控制。

所述变频逆变单元10配置有滤波模块、整流模块、逆变模块，与测试装置3之间通过高屏蔽动力信号电缆连接，实现对测试装置3的驱动及信号的传输，本申请中使用ABB800系列或西门子Sinamics S120均可满足使用要求。

所述电池模拟器单元7用于被试电机55电流、电压供给，本申请中采用山东沃森EVWB 系类双向直流电源。

所述信号采集单元9通过立柱固定在铸铁平台11上，用于对测试装置3、被试装置5的信号采集，主要有低温信号，采用Pt100热电阻温度传感器，高温信号，采用K分度热电偶，压力信号，采用德国BD压力变送器。

所述铸铁平台11底部设有弹簧减震器12，保证台架运行固有频率低于5Hz。

一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架的测试方法如下：

第一步：扭矩校正。

如图9所示，扭矩校正装置包括力矩盘14、第一力矩杆13、第二力矩杆15、吊杆16和砝码17，所述力矩盘14的两侧对称设有第一力矩杆13和第二力矩杆15，所述第一力矩杆 13和第二力矩杆15的末端分别铰接设有一个吊杆16，所述吊杆16上设有能够取下的砝码 17。

扭矩校正时将锁轴机构37的销轴373由两边向中心插入，使销轴373恰好卡入到输出法兰35上的齿槽内，然后将扭矩校正装置的力矩盘14固定在输出法兰35的端面上，与输出法兰35同轴，使用螺栓固定，采用游标卡尺测量扭矩校正装置两侧力矩杆的高度，高度偏差不超过1mm，保证扭矩校正装置水平；扭矩校正装置两侧挂砝码17托盘并稳定之后，配合台架测控系统，校正扭矩仪零位；砝码17托盘一侧挂满砝码17后，配合测控系统，校正扭矩仪正向满量程并记录，同法，校正扭矩仪反向满量程并记录。

第二步：台架对中。

调整被试装置5的高度调节螺杆52来实现被试电机55Z向高度(中心高)的调节，Z向投影面上对中误差不超过0.05mm，分别调节X向丝杆536和Y向丝杆534调整被试电机55的前后左右位置，调节完毕后固定。

第三步：测试。

被试驱动电机系统分别在额定电压、最高工作电压、最低工作电压以及相应的工作转速状态，测试装置3按照额定转矩TN→峰值转矩TPP→额定回馈转矩-TN→额定转矩TN的工作循环加载，每个工作循环30s，整个可靠性试验循环402h。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，其特征是：包括测试系统和控制测试系统运行的控制系统；

所述测试系统包括铸铁平台、冷却装置、测试装置、被试装置和第一联轴器；所述测试装置和被试装置相对应的固定在铸铁平台上并通过第一联轴器连接，所述被试装置上设有冷却装置；

所述控制系统包括测控单元、信号采集单元、变频逆变单元和电池模拟器单元，所述变频逆变单元与测试装置连接，所述信号采集单元分别与测试装置和被试装置连接，所述测控单元分别与变频逆变单元、信号采集单元和电池模拟器单元连接。

2.如权利要求1所述的一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，其特征是：所述测试装置包括第一底座、实验电机、第二联轴器、扭矩测量仪和输出法兰，所述实验电机和扭矩测量仪固定在第一底座上且同轴设置，所述实验电机的尾部设有编码器，所述实验电机的输出轴通过第二联轴器与扭矩测量仪的输入端连接，所述扭矩测量仪的输出端固定有输出法兰，所述实验电机与变频逆变单元连接，所述扭矩测量仪与信号采集单元连接。

3.如权利要求2所述的一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，其特征是：所述输出法兰的外圆周上设有径向设置的齿槽。

4.如权利要求3所述的一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，其特征是：所述输出法兰下方设有锁轴机构。

5.如权利要求4所述的一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，其特征是：所述锁轴机构包括支架和锁轴架，所述支架的底端固定在铸铁平台上，所述支架的顶端固定有锁轴架，所述锁轴架呈Y型，与输出法兰和第一联轴器同轴设置，所述锁轴架的两侧设有通孔，所述通孔内设有能够在通孔内移动的销轴，所述销轴的位置与输出法兰上齿槽位置对应。

6.如权利要求5所述的一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，其特征是：所述锁轴机构、第二联轴器和扭矩测量仪外侧设有防护罩。

7.如权利要求1所述的一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，其特征是：所述被试装置包括第二底座、高度调节螺杆、XY调整装置、电机支架、被试电机和被试驱动单元，所述第二底座顶面设有高度调节螺杆，所述高度调节螺杆的顶部设有XY调整装置，所述XY调整装置顶部设有电机支架，所述电机支架上固定有被试电机，所述被试电机与被试驱动单元连接，所述被试电机和被试驱动单元分别与信号采集单元连接。

8.如权利要求7所述的一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，其特征是：所述XY调整装置包括固定底板、Y向导轨、Y向丝杆，Y向托板、X向导轨、X向丝杆和X向托板，所述固定底板的顶面两侧平行设有Y向导轨，所述Y向导轨中间设有与其平行的Y向丝杆，所述Y向导轨的滑块上固定有Y向托板，所述Y向丝杆的丝母上套装有Y滑块，所述Y滑块固定在Y向托板的底部，所述Y向托板的顶面两侧平行设有与Y向导轨垂直的X向导轨，所述X向导轨中间设有与其平行的X向丝杆，所述X向导轨的滑块上固定有X向托板，所述X向丝杆的丝母上套装有X滑块，所述X滑块固定在X向托板的底部。

9.如权利要求1所述的一种用于测试电动汽车驱动电机系统可靠性的试验台架，其特征是：所述铸铁平台底部设有弹簧减震器。