CN208751881U - 一种混合动力总成测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种混合动力总成测试装置，包括CNG发动机、AMT变速箱、被测电机、传动轴和加载电机，CNG发动机的输出轴通过扭矩传感器一连接到ATM变速箱的输入轴，ATM变速箱的输入轴连接到被测电机的一输出轴，被测电机的另一输出轴通过传动轴连接到扭矩传感器二，扭矩传感器二连接到惯量组，惯量组连接到加载电机的输出轴，CNG发动机、AMT变速箱、惯量组和加载电机均固定连接在工作台上。本实用新型的额室内台架试验有不受外界自然环境限制的优点，它的零部件不止可以不受整车总布置的限制，试验台的模块化还可以为不同类型的电机及其控制器、动力电池及其管理模块以及整车控制器等提供所需的试验环境。
Description
技术领域
本实用新型属于混合动力总成测试设备技术领域，具体涉及一种混合动力总成测试装置。
背景技术
目前新能源汽车的研发只有通过计算机仿真、室内台架试验和室外道路实车试验三种方法进行。计算机仿真有适应性强、费用低、开发周期短等优点，但受动力系统复杂的数学模型制约，难以得到准确结果，仿真结果的可信性、可用性必须通过其它途径来检验。室外道路实车试验能够为开发对象提供真实的运行环境，但成本高、适应性差、测试和调解难度大。
发明内容
本实用新型解决的技术问题是：提供一种混合动力总成测试装置，以解决现有技术中存在的技术问题。
本实用新型采取的技术方案为：一种混合动力总成测试装置，包括CNG发动机、AMT变速箱、被测电机、传动轴和加载电机，CNG发动机的输出轴通过扭矩传感器一连接到ATM变速箱的输入轴，ATM变速箱的输入轴连接到被测电机的一输出轴，被测电机的另一输出轴通过传动轴连接到扭矩传感器二，扭矩传感器二连接到惯量组，惯量组连接到加载电机的输出轴，CNG发动机、AMT变速箱、惯量组和加载电机均固定连接在工作台上。
优选的，上述CNG发动机上安装有CNG发动机测量气耗仪、油温控制装置和油门执行器。
优选的，上述ATM变速箱连接有油冷却装置。
优选的，上述被测电机连接有直流电源、电机控制器、液冷装置和功率分析仪。
优选的，上述加载电机连接有电机变频器，电机变频器连接到驱动柜和电阻箱。
优选的，上述扭矩传感器二与惯量组间连接有堵转装置。
优选的，上述扭矩传感器一、扭矩传感器二分别通过测控仪一和测控仪二连接到工业控制计算机，工业控制计算机连接到有操作台，测控仪一还连接到CNG发动机的控制器。
本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型的效果如下：
1）通过本实用新型的装置能够为混合动力汽车的动力系统部件提供与整车相同的试验调试条件，将各系统部件放到真实的试验条件中进行相关的特性试验；
2）能够进行动力总成系统性能试验及控制系统的调试和标定，验证控制策略和控制方法的科学性；
3）能够在整车环境下完成整车性能试验，为动力总成参数匹配和控制策略的制定提供依据；
4）本实用新型的额室内台架试验有不受外界自然环境限制的优点，它的零部件不止可以不受整车总布置的限制，试验台的模块化还可以为不同类型的电机及其控制器、动力电池及其管理模块以及整车控制器等提供所需的试验环境；
5）可达到动力负载的变化趋势与道路状况基本一致。通过台架试验研究，可以探索混合动力系统各种相关的车辆控制逻辑、控制策略、动力驱动模式，同时也可降低直接装车进行路试的危险性和研究成本。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。
实施例1：如图1所示，一种混合动力总成测试装置，包括CNG发动机4、AMT变速箱9、被测电机10、传动轴17和加载电机30，CNG发动机4的输出轴依次通过扭矩传感器一5和联轴器一7连接到ATM变速箱9的输入轴，ATM变速箱9的输入轴连接到被测电机10的一输出轴，ATM变速箱9的壳体与被测电机10的壳体固定连接，被测电机10的另一输出轴依次通过联轴器二15、传动轴17和联轴器三20连接到扭矩传感器二21，扭矩传感器二21连接到惯量组24，惯量组24通过联轴器四26连接到加载电机30的输出轴，CNG发动机4、AMT变速箱9、惯量组24和加载电机30均固定连接在工作台上，扭矩传感器一5测量出发动机的扭矩和转速，扭矩传感器二21也是同轴连接、驱动，可以测量出被测电机11的扭矩和转速，传动轴为连接联轴器二15、联轴器三20的连接组件，起到同轴连接、同轴驱动的作用，惯量组24是模拟机械运转中产生的惯性模拟，这种动能包含汽车平行移动和机械转动所储蓄的能量。本实用新型中的惯量组24采用传统的飞轮技术，即通过系统的飞轮组来模拟汽车机械惯量，飞轮组由大小不等的多个飞轮构成，可以通过控制飞轮数量、大小等来模拟不同的惯量，工作平台为优质灰口铸铁，上设有专供装用T 型槽，工作平台与水泥基础之间采用地脚螺丝固定。
优选的，上述CNG发动机4上安装有CNG发动机测量气耗仪1、油温控制装置2和油门执行器3，CNG发动机测量气耗仪1是直接连接在CNG发动机4上的，采用爱默生气耗仪，可以测量发动机工作时的气耗，相当于汽油机的整车油耗，发动机油温控制装置2固定在工作平台上，因发动机工作时会产生高温，如不采取降温措施，会对发动机造成损坏，所以发动机油温控制装置2用于CNG发动机4工作时润滑和油温降温控制，油门执行器3用于控制发动机的油门开度，为分拉杆式，其满量程对应油门开度0-100%，油门执行器采用高精度角位移传感器测量拉杆的旋转角度，通过其自身的二次显示仪表精确计算和显示出油门的实际开度。
优选的，上述ATM变速箱9通过冷却管道连接有油冷却装置8，油冷却装置8固定在工作平台上，用来给工作时的AMT变速箱9进行润滑和降温的，保证AMT变速箱9可持续性工作。
优选的，上述被测电机10连接有直流电源11、电机控制器12、液冷装置13和功率分析仪15，被测电机10为双轴输出电机，一端与AMT变速箱9相连，另一端与联轴器二15相连，为同轴相连驱动，直流电源（电池模拟器）11为被测电机10提供直流电源，其可以模拟动力电池的输出特性，解决试验中电源往往难以及时就绪的问题；电机控制器12为驱动被测电机10，液冷装置13是给被测电机10提供冷却的装置，同样的是被测电机10在驱动时会产生高温，所以必须通过液冷却装置将所产生的高温带走，以保证被测电机10在合适温度范围内工作，被测电机10还连接有数据采集模块18和开关量模块19，数据采集模块18为一个独立的模块，在CNG发动机4、测控仪Ⅰ6组成的测控系统里是一个CAN节点，其中接入了扭矩传感器Ⅰ5，可以对发动机测量采集的数据实时发送到CANBus总线上，由工业控制计算系统17显示；数据采集模块18负责采集整个台架系统的运行数据，用于监测、分析以及系统保护，主要包括采集扭矩仪信号、转速信号、功率分析仪、气耗仪；开关量模块19内设8路开关量输入、8路开关量输出，模块在CAN总线上是一个独立的CAN节点，采集的开关量输入信号实时发送到CAN总线上。
优选的，上述加载电机30连接有电机变频器29，电机变频器29连接到驱动柜28和电阻箱25，驱动柜28为加载电机变频器29提供驱动电源，加载电机变频器29可以对其加载电机30进行精确地速度及转矩控制，同时考虑到在做传统混合动力总成试验时，加载电机30的能量无法回馈到驱动端（CNG发动机4），产生的能量，只能通过电阻箱26消耗掉。
优选的，上述扭矩传感器二21与惯量组24间连接有堵转装置23，堵转装置23也是同轴连接、驱动，其是对被测电机11特有的一种保护，被测电机11在其运行过程中，如果由于负荷过大或自身机械原因，造成电机轴被卡住（俗称“抱死”），根据其过载能力不同，允许短时间运行，但如果不能及时切除本故障，将造成电机绕组过热，绝缘降低而烧毁电机，因此堵转保护是避免该类型故障的有效装置，本实用新型中堵转装置23是独立的堵转保护逻辑，堵转保护在被测电机11起动过程中投入，根据最大相电流与额定电流的比值作为判断依据，当电流比值大于整定值时，堵转保护启动，迅速跳闸，避免电机烧毁，减少直接和间接的经济损失。
优选的，上述扭矩传感器一5、扭矩传感器二21分别通过测控仪一6和测控仪二22连接到工业控制计算机16，工业控制计算机16连接到有操作台27，测控仪一6还连接到CNG发动机4的控制器，测控仪一6固定在工作平台上，它与扭矩传感器Ⅰ、CNG发动机4配套使用，用来测量和控制CNG发动机4的扭矩、转速和功率，工业控制计算机16用于整个测试台架系统CANBus总线通讯，负责控制整个台架系统的协调，操作台27为控制操作平台，工业控制计算机17嵌入其中，负责控制整个台架系统的协调。
本实用新型能够实现工况（扭矩、转速）控制、异常情况下的报警处理、自动保护处理和人为干预，可以进行数据记录、数据处理和报表、绘图，能够满足混合动力汽车动力系统全部功率范围精确加载、测试的需要。当动力电池未能及时就绪的情况下，利用电池模拟设备也能够进行动力系统的联合调试，评价系统的动力性、经济性，能够做到驾驶员在环调试。也可模拟汽车行驶过程中的风阻、滚动阻力，可实现手动加载或编程自动加载试验，并可在两者之间方便地切换。将目前只能在转榖上才能进行的一些试验内容转移到匹配试验台上进行，节约试验成本，缩短动力系统开发周期，提高效率。
本实用新型的功能如下：
1）能够为混合动力汽车的动力系统部件提供与整车相同的试验调试条件，将各系统部件放到真实的试验条件中进行相关的特性试验；
2）能够进行动力总成系统性能试验及控制系统的调试和标定，验证控制策略和控制方法；
3）能够在整车环境下完成整车性能试验，为动力总成参数匹配和控制策略的制定提供依据。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式实例，本实用新型的保护范围并不局限于此。熟悉该技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易找到变化或替换方式，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。为此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种混合动力总成测试装置，其特征在于：包括CNG发动机（4）、AMT变速箱（9）、被测电机（10）、传动轴（17）和加载电机（30），CNG发动机（4）的输出轴通过扭矩传感器一（5）连接到ATM变速箱（9）的输入轴，ATM变速箱（9）的输入轴连接到被测电机（10）的一输出轴，被测电机（10）的另一输出轴通过传动轴（17）连接到扭矩传感器二（21），扭矩传感器二（21）连接到惯量组（24），惯量组（24）连接到加载电机（30）的输出轴，CNG发动机（4）、AMT变速箱（9）、惯量组（24）和加载电机（30）均固定连接在工作台上。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力总成测试装置，其特征在于：CNG发动机（4）上安装有CNG发动机测量气耗仪（1）、油温控制装置（2）和油门执行器（3）。
3.根据权利要求1所述的一种混合动力总成测试装置，其特征在于：ATM变速箱（9）连接有油冷却装置（8）。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力总成测试装置，其特征在于：被测电机（10）连接有直流电源（11）、电机控制器（12）、液冷装置（13）和功率分析仪（15）。
5.根据权利要求1所述的一种混合动力总成测试装置，其特征在于：加载电机（30）连接有电机变频器（29），电机变频器（29）连接到驱动柜（28）和电阻箱（25）。
6.根据权利要求1所述的一种混合动力总成测试装置，其特征在于：扭矩传感器二（21）与惯量组（24）间连接有堵转装置（23）。
7.根据权利要求1所述的一种混合动力总成测试装置，其特征在于：扭矩传感器一（5）、扭矩传感器二（21）分别通过测控仪一（6）和测控仪二（22）连接到工业控制计算机（16），工业控制计算机（16）连接到有操作台（27），测控仪一（6）还连接到CNG发动机（4）的控制器。
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| CN201821414659.1U CN208751881U (zh) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | 一种混合动力总成测试装置 |
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Cited By (2)
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| CN108760347A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-11-06 | 奇瑞万达贵州客车股份有限公司 | 一种混合动力总成测试装置 |
| CN113311330A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-27 | 吉孚动力技术(中国)有限公司 | 用于新能源电驱动动力总成堵转测试系统 |
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2018
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