CN209990618U - 一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，带有温度传感器和冷却装置的电动真空泵通过真空管和单向阀与带有真空度传感器的真空储气罐连通，真空储气罐通过真空管和两通电磁阀与空气储罐连通，电动真空泵的排气口通过真空管与空气储罐连通，空气储罐带有真空度控制装置、温度控制装置和湿度控制装置，电动真空泵、温度传感器、真空度传感器、两通电磁阀、冷却装置、真空度控制装置、温度控制装置和湿度控制装置均与控制及数据存储单元连接；本装置克服了现有装置无法模拟高温、高湿和低气压等使用环境的不足，获取了更多不同环境下电动真空泵耐久试验数据，为零部件质保及控制策略的开发提供了重要依据。

Description

一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置

技术领域

本实用新型属于电动汽车零部件试验装置领域，涉及一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置。

背景技术

对于纯电动汽车而言，刹车真空助力系统能否实时保持一定的真空度，使得司机能够顺利踩下刹车制动车辆，对保证车辆的安全行驶意义重大。电动车与传统燃油车不同，没有发动机进气歧管真空度来提供真空来源，刹车助力系统的真空度完全来自于电动真空泵，电动真空泵的工作可靠性直接影响到制动系统的可靠性。电动真空泵虽然在某些传统燃油车上有装备，但也是作为一个备份装置，其工作频次较低，而电动车制动真空完全来自电动真空泵，电动真空泵的工作频次较高，因此有必要通过耐久试验获取其高频次使用后的性能参数，为整车进行诊断及相关保护功能的开发提供依据。

某些知名电动真空泵厂家会提供一些耐久试验信息，但是只提供了最大工作次数和工作寿命，并没有提供真空泵性能随着工作次数增多后的衰减信息，对于主机厂而言，有必要获取此部件的耐久试验性能，为制动真空相关部件的诊断以及整车行车安全提供数据支撑。同时，中国地域广阔，不同地域环境差异较大，不同的地域环境因素对真空泵耐久工作有一定影响，因此开发一个能模拟不同地域环境的电动真空泵耐久实验装置，在车辆投产前提前获取不同环境下真空泵性能表现，对指导车辆的维修诊断，意义重大。

发明内容

目前已有其他电动真空泵耐久试验装置的技术方案，但是这些方案，多少都存在一些问题，都不能模拟不同地域下真空泵的耐久使用情况，特别是南方高温高湿，以及高海拔低气压使用环境，本实用新型提供了一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，能够在成本较低的情况下，一定程度上模拟高温、高湿以及低气压环境下的电动正空泵耐久运行情况，以获得尽可能全面的可靠的耐久试验数据；

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，其特征在于，电动真空泵、真空储气罐、控制及数据存储单元以及空气储罐，电动真空泵的进气口通过真空管与单向阀的出气口连通，单向阀的进气口通过真空管与真空储气罐连通，真空储气罐内设置有用于检测真空储气罐的真空度的真空度传感器，两通电磁阀的一个通口经真空管与真空储气罐连通，两通电磁阀的另一个通口经真空管与空气储罐的出气口连通，空气储罐的进气口通过真空管与电动真空泵的排气口连通，空气储罐设置有用于检测和调整空气储罐的真空度的真空度控制装置、用于检测和调整空气储罐内的空气温度的温度控制装置以及用于检测和调整空气储罐内的空气湿度的湿度控制装置，电动真空泵上设置有检测电动真空泵温度的温度传感器，一个用于检测电动真空泵泵体温度的温度传感器的探头与电动真空泵的泵体外表面贴合，电动真空泵的泵体外部设置有用于给电动真空泵降温的冷却装置，电动真空泵、温度传感器、真空度传感器、两通电磁阀、冷却装置、真空度控制装置、温度控制装置和湿度控制装置均与控制及数据存储单元连接。

进一步的技术方案包括：

所述的冷却装置为电动风扇，电动风扇的电源线与控制及数据存储单元连接。

各段真空管的直径和长度与电动真空泵所在的实车中对应的管路的直径和长度一致。

真空度控制装置包括一个可以测量空气储罐内部压力的压力传感器以及一个抽气泵，压力传感器的信号处理单元和抽气泵均安装在空气储气罐的罐体上，压力传感器的探头伸入空气储罐的内腔中，抽气泵的抽气口通过真空管与空气储罐内腔连通，压力传感器的信号处理单元和抽气泵均与控制及数据存储单元连接。

温度控制装置一个包括可以测量空气储罐的内腔中的空气温度的温度传感器和一个给空气储罐内腔中的空气加热的加热装置，温度传感器和加热装置均设置在空气储罐的内腔中，温度传感器和加热装置与控制及数据存储单元连接。

湿度控制装置包括一个用于测量空气储罐内腔中的空气的湿度的湿度传感器和一个给空气储罐内腔中的空气增加湿度的加湿器，湿度传感器和加湿器均设置在空气储罐内腔中，湿度传感器和加湿器与控制及数据存储单元连接。

所述的加热装置为一个加热棒。

本实用新型所述的一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置中各部件的功能、原理以及工作过程如下：

电动真空泵工作时，将真空储气罐内空气抽至空气储罐中，使真空储气罐达到一定的真空度；单向阀用于限制空气的流向，空气只能从真空储气罐流向电动真空泵，而不能从电动真空泵流向真空储气罐；真空度传感器用于检测真空储气罐中的空气压力；两通电磁阀的一个通口经真空管与真空储气罐相连，用于控制进入真空储气罐内的空气量；两通电磁阀打开时流通截面积选取原则是，应该保证当其打开使得真空储气罐的压力从电动真空泵停止工作的真空度门限变化至真空泵开始工作的真空度门限时，耗时不低于5秒，以利于精确控制真空储气罐里的真空度；两通电磁阀的另一个通口经真空管与空气储罐连通，当两通电磁阀打开时，空气储罐里的空气进入到真空储气罐及与其连通的管路中。温度传感器安装于电动真空泵上，用于检测电动真空泵的温度；冷却装置用于对电动真空泵进行冷却，其形式可以为包括电动风扇在内的各种冷却装置，用于当电动真空泵过温时对电动真空泵进行冷却；控制及存储单元负责接收真空度传感器采集的真空储气罐内的真空度，并以此来控制两通电磁阀的开启和关闭，保证真空储气罐内的真空度在一定范围内。控制及存储单元同时连接电动真空泵，并根据真空储气罐内的真空度决定控制电动真空泵的工作和停止；控制及存储单元负责接收温度传感器采集的电动真空泵的温度，当电动真空泵的工作温度超过一定限值后，控制及存储单元通过控制冷却装置开启，以将电动真空泵的温度控制在一定温度以下。当真空储气罐的真空度低于一定值时，并且真空泵温度低于门限值，控制及存储单元控制电动真空泵工作，电动真空泵将真空储气罐的空气抽至空气储罐中，以提高真空储气罐的真空度；待真空储气罐的真空度达到某一限值后，控制及存储单元控制电动真空泵停止，并开启两通电磁阀，空气储罐里的空气进入到真空储气罐中，待真空储气罐内真空度低于限制后，电动真空泵再次开始工作，以此往复；为保证电动真空泵温度可控，电动真空泵两次工作间隔时间需大于一定值；在电动真空泵每次工作时，控制及存储单元以一定的采集周期记录电动真空泵当次已工作时间与真空储气罐的真空度，同时记录电动真空泵累计已工作次数，与电动真空泵当次连续工作的时间。根据厂家提供的真空泵性能参数，设置一个认为真空泵性能已经严重衰减的单次工作最长时间，当电动真空泵单次工作时间超过此最长时间后，耐久试验停止。电动真空泵每工作一段时间，则对相关管路进行一次泄露检测，如果检测出泄漏，则试验停止，否则试验继续进行。真空度控制装置用于模拟高海拔环境下的电动真空泵的工作环境，其内部有检测空气储罐压力的压力传感器，当空气储罐的空气压力高于设定值后，能够通过抽气的方式将空气储罐的空气压力控制在设定压力值范围内；温度控制装置用于模拟高温环境下的电动真空泵工作环境，其内部有检测空气储罐温度的温度传感器，当空气储罐的空气温度低于设定值后，能够通过加热的方式将空气储罐的空气温度控制在设定值温度范围内；湿度控制装置用于模拟潮湿环境下的电动真空泵工作环境，其内部有检测空气储罐湿度的湿度传感器，当空气储罐的空气湿度低于设定值后，能够通过加湿的方式将空气储罐的空气湿度控制在设定值湿度范围内；试验结束后，根据记录的电动真空泵工作数据，绘制相关真空泵耐久试验数据，包括随运行次数增加，每次运行时间和真空储气罐真空度变化的三维曲线，以及工作次数和单次工作时长的二维曲线；

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，克服了现有的真空度耐久试验装置只能进行试验室环境下的真空泵耐久试验，而无法模拟一些高温、高湿和低气压使用环境的不足，从而获取了更宽广地区环境下真空泵耐久试验数据，为零部件质保及控制策略的开发提供了重要依据。同时，本试验装置中温度控制装置、湿度控制装置、真空度控制装置均与控制与数据存储单元相连，在试验过程中如果空气储罐中的空气温度、湿度或真空度偏离设定值，控制与存储单元能够自动控制温度控制装置、湿度控制装置、真空度控制装置工作，将空气储罐中的空气参数稳定在设定值范围内，保证了试验过程中流经电动真空泵的空气参数稳定；同时，本试验装置在试验过程中可定期检查真空泵所在管路的密封性，避免因为管路密封性降低影响试验结果，保证了试验的有效性；另外，本耐久试验装置在试验过程中记录了真空泵工作数据，并在试验过程中根据已有的试验数据实时绘制真空泵性能曲线，提高了试验结果的可读性；

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是本实用新型所述的一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型中电动真空泵每次运行时间和真空储气罐真空度与真空泵工作次数的关系示意图；

图3是本实用新型中电动真空泵单次工作时长与工作次数的关系示意图；

图中：1.电动真空泵，2.单向阀，3.真空储气罐，4.真空度传感器，5.两通电磁阀，6.温度传感器，7.冷却装置，8.控制及数据存储单元，9.空气储罐，10.真空度控制装置，11.温度控制装置，12.湿度控制装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

如图1所示，本实用新型提供了一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，包括电动真空泵1，单向阀2，真空储气罐3，真空度传感器4，两通电磁阀5，温度传感器6，冷却装置7，控制及数据存储单元8，真空度控制装置10，温度控制装置11，湿度控制装置12，以及空气储罐9；

电动真空泵1的进气口通过真空管与单向阀2的出气口连通，单向阀2的进气口通过真空管与真空储气罐3连通，真空储气罐3内设置有用于检测真空储气罐3的真空度的真空度传感器4，两通电磁阀5的一个通口经真空管与真空储气罐3连通，两通电磁阀5的另一个通口经真空管与空气储罐9的出气口连通，空气储罐9的进气口通过真空管与电动真空泵1 的排气口连通，空气储罐9设置有用于检测和调整空气储罐9的真空度的真空度控制装置10、用于检测和调整空气储罐9内的空气温度的温度控制装置11以及用于检测和调整空气储罐9 内的空气湿度的湿度控制装置12，电动真空泵1上设置有检测电动真空泵1温度的温度传感器6，一个用于检测电动真空泵1泵体温度的温度传感器6的探头与电动真空泵1的泵体外表面贴合，电动真空泵1的泵体外部设置有用于给电动真空泵1降温的冷却装置7，电动真空泵1、温度传感器6、真空度传感器4、两通电磁阀5、冷却装置7、真空度控制装置10、温度控制装置11和湿度控制装置12均与控制及数据存储单元8连接。

所述的冷却装置7为电动风扇，电动风扇的电源线与控制及数据存储单元8连接。

各段真空管的直径和长度与电动真空泵1所在的实车中对应的管路的直径和长度一致。

其中，真空度控制装置10包括一个可以测量空气储罐9内部压力的压力传感器以及一个抽气泵，压力传感器的信号处理单元和抽气泵均安装在空气储罐9的罐体上，压力传感器的探头伸入空气储罐9的内腔中，抽气泵的抽气口通过真空管与空气储罐9内腔连通，压力传感器的信号处理单元和抽气泵均与控制及数据存储单元8连接。

其中，温度控制装置11一个包括可以测量空气储罐9的内腔中的空气温度的温度传感器和一个给空气储罐9内腔中的空气加热的加热装置，温度传感器和加热装置均设置在空气储罐9的内腔中，温度传感器和加热装置与控制及数据存储单元8连接。加热装置为一个加热棒。

其中，湿度控制装置12包括一个用于测量空气储罐9内腔中的空气的湿度的湿度传感器和一个给空气储罐9内腔中的空气增加湿度的加湿器，湿度传感器和加湿器均设置在空气储罐9内腔中，湿度传感器和加湿器与控制及数据存储单元8连接。

本实用新型所述的一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置的工作原理和工作过程如下：

控制及数据存储单元8通过温度传感器6采集电动真空泵1的温度，当电动真空泵1的温度超过温度限值Tr1后，电动真空泵温度过高标志置为1，控制及数据存储单元8控制冷却装置7开始工作，待电动真空泵1的温度降至温度限值Tr2以下后，电动真空泵温度过高标志置0，控制及数据存储单元8控制冷却装置7停止工作，如此反复。保证在耐久试验过程中，电动真空泵1的温度不超过温度限值Tr1，Tr1的设定取决于在实车运行时，在目标运行地区以目标工况行驶时，电动真空泵1能够达到的最高温度。

控制及数据存储单元8通过真空度控制装置10将空气储罐9的空气压力控制在设定压力值范围内，以模拟高海拔地区的大气压力环境；

控制及数据存储单元8通过温度控制装置11将空气储罐9的空气温度控制在设定值温度范围内，以模拟高温环境下的大气温度环境；

控制及数据存储单元8通过湿度控制装置12将空气储罐9的空气湿度控制在设定值湿度范围内，以模拟高湿度环境下的大气环境；

控制及数据存储单元8通过真空度传感器4，以固定周期采集真空储气罐3内的真空度；当真空储气罐3内的真空度低于门限值P1时，同时电动真空泵1温度过高标志置为0时，则控制及数据存储单元8控制真空泵1开始工作，当储气罐3内的真空度高于门限值P2时，控制及数据存储单元8控制电动真空泵1停止工作；当电动真空泵1开始工作时，控制及数据存储单元8记录真空储气罐3内的压力变化情况与电动真空泵1本次已工作时间，当本次电动真空泵1停止工作后，记录电动真空泵1当次工作的总时长(秒)，同时电动真空泵1累计工作次数加1次；为保证耐久试验过程中电动真空泵1温度控制的有效性，使得冷却装置7能够将电动真空泵1的温度控制在设定限值以下，电动真空泵1的发热量也应该加以控制，即电动真空泵1本次开启与上次关闭的间隔时间应该大于5秒；

当真空储气罐3内的真空度高于门限P2，如果电动真空泵1的工作次数为5000的整数倍，则在电动真空泵1停止工作1秒后，启动泄漏检测功能，泄漏检测的方法在现有技术中有较多此处不再详述；如果未检测出泄漏，则控制及数据存储单元8控制两通电磁阀5开启，空气储罐9中的空气进入到真空储气罐3中，当真空储气罐3的真空度低于门限P1后，控制及数据存储单元8控制两通电磁阀5停止工作，延迟1秒钟后，控制电动真空泵1开始工作；

压力门限值P1和P2的设定取决于电动真空泵1装车运行后，制动部门提出的在满足制动要求前提下，真空助力系统所需保持的真空度的上限值和下限值，这也是在实车运行时，电动真空泵1开启工作和停止工作的真空助力系统中的真空度上下限值；

在耐久试验过程中，控制及数据存储单元8以一定的周期实时记录每次电动真空泵1的工作时长，当电动真空泵1工作时长超过正常工作时间的2倍后认为电动真空泵1性能已严重衰退，耐久试验停止，控制及数据存储单元8关闭电动真空泵1和两通电磁阀5；

在试验停止后，根据耐久试验过程中记录的数据，绘制相关图表，包括电动真空泵1随累计运行次数增加，真空储气罐3真空度变化与单次工作时间的三维关系曲线，如图2所示；以及电动真空泵1累计工作次数和单次工作总时长的二维关系曲线，如图3所示。

Claims (7)

1.一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，其特征在于，电动真空泵(1)、真空储气罐(3)、控制及数据存储单元(8)以及空气储罐(9)，电动真空泵(1)的进气口通过真空管与单向阀(2)的出气口连通，单向阀(2)的进气口通过真空管与真空储气罐(3)连通，真空储气罐(3)内设置有用于检测真空储气罐(3)的真空度的真空度传感器(4)，两通电磁阀(5)的一个通口经真空管与真空储气罐(3)连通，两通电磁阀(5)的另一个通口经真空管与空气储罐(9)的出气口连通，空气储罐(9)的进气口通过真空管与电动真空泵(1)的排气口连通，空气储罐(9)设置有用于检测和调整空气储罐(9)的真空度的真空度控制装置(10)、用于检测和调整空气储罐(9)内的空气温度的温度控制装置(11)以及用于检测和调整空气储罐(9)内的空气湿度的湿度控制装置(12)，电动真空泵(1)上设置有检测电动真空泵(1)温度的温度传感器(6)，一个用于检测电动真空泵(1)泵体温度的温度传感器(6)的探头与电动真空泵(1)的泵体外表面贴合，电动真空泵(1)的泵体外部设置有用于给电动真空泵(1)降温的冷却装置(7)，电动真空泵(1)、温度传感器(6)、真空度传感器(4)、两通电磁阀(5)、冷却装置(7)、真空度控制装置(10)、温度控制装置(11)和湿度控制装置(12)均与控制及数据存储单元(8)连接。

2.根据权利要求1所述的一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，其特征在于，所述的冷却装置(7)为电动风扇，电动风扇的电源线与控制及数据存储单元(8)连接。

3.根据权利要求1所述的一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，其特征在于，各段真空管的直径和长度与电动真空泵(1)所在的实车中对应的管路的直径和长度一致。

4.根据权利要求1所述的一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，其特征在于，真空度控制装置(10)包括一个可以测量空气储罐(9)内部压力的压力传感器以及一个抽气泵，压力传感器的信号处理单元和抽气泵均安装在空气储罐(9)的罐体上，压力传感器的探头伸入空气储罐(9)的内腔中，抽气泵的抽气口通过真空管与空气储罐(9)内腔连通，压力传感器的信号处理单元和抽气泵均与控制及数据存储单元(8)连接。

5.根据权利要求1所述的一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，其特征在于，温度控制装置(11)一个包括可以测量空气储罐(9)的内腔中的空气温度的温度传感器和一个给空气储罐(9)内腔中的空气加热的加热装置，温度传感器和加热装置均设置在空气储罐(9)的内腔中，温度传感器和加热装置与控制及数据存储单元(8)连接。

6.根据权利要求1所述的一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，其特征在于，湿度控制装置(13)包括一个用于测量空气储罐(9)内腔中的空气的湿度的湿度传感器和一个给空气储罐(9)内腔中的空气增加湿度的加湿器，湿度传感器和加湿器均设置在空气储罐(9)内腔中，湿度传感器和加湿器与控制及数据存储单元(8)连接。

7.根据权利要求5所述的一种带环境模拟功能的电动汽车电动真空泵耐久试验装置，其特征在于，所述的加热装置为一个加热棒。

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