CN211318679U

CN211318679U - 新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置

Info

Publication number: CN211318679U
Application number: CN201921522175.3U
Authority: CN
Inventors: 何海军
Original assignee: Jiangsu Ocpt Institute Co ltd
Current assignee: Jiangsu Ocpt Institute Co ltd
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2029-09-09

Abstract

本实用新型涉及一种新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置，包括依次连接并形成闭合回路的充电机、逆变器、电机驱动变频器、新能源汽车电动机、齿轮箱和发电机，所述充电机的输入端分别连接市政电源和发电机，所述充电机和逆变器之间并联锂电池，市政电源通过充电机向锂电池充电，充电机和锂电池输出的直流电共同向逆变器供电，使逆变器作为电源按设定工频向电机驱动变频器供电。采用能量内循环方式，在节约电能且不污染市电电网的情况下；能实现新能源汽车电动机及齿轮箱试验过程中的无级调速,无级加载。

Description

新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车检测技术领域，具体涉及一种新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置。

背景技术

新能源汽车电动机及齿轮箱需要进行各转速点的性能试验，现有的技术使用变频电动机拖动新能源汽车电动机及齿轮箱，齿轮箱带动发电机发电，发电机输出的电能接电阻等负载。主要需要调节电阻的功率来调整整个系统的加载功率，不能真正实现试验过程中的无级调速,无级加载。发电机发出的电通过电阻消耗掉了，浪费能源；以电动汽车30KW的电动机为例，试验时每小时浪费约30度电。为了避免能源浪费，现有技术将发电机的电能整流后再逆变并入电网，因为试验中需要调节发电机的功率及逆变器会将谐波电流带入电网，给市电电网造成功率波动的同时，也向市电电网注入了谐波电流，造成市电电网电能质量下降，因此需要一种能够解决上述问题的试验装置。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置，采用能量内循环方式，在节约电能且不污染市电电网的情况下；能实现新能源汽车电动机及齿轮箱试验过程中的无级调速,无级加载。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置，包括依次连接并形成闭合回路的充电机、逆变器、电机驱动变频器、新能源汽车电动机、齿轮箱和发电机，所述充电机的输入端分别连接市政电源和发电机，所述充电机和逆变器之间并联锂电池，市政电源通过充电机向锂电池充电，充电机和锂电池输出的直流电共同向逆变器供电，使逆变器作为电源按设定工频向电机驱动变频器供电，所述新能源汽车电动机的输出端连接第一转速计和第一扭矩仪，以检测新能源汽车电动机的输出转速和输出扭矩，所述齿轮箱的输出端连接第二转速计和第二扭矩仪，以检测齿轮箱的输出转速和输出扭矩，所述发电机上连接励磁系统，以调节发电机的输出功率。

优选的是，所述充电机的输入端通过第一开关与所述市政电源连接，市政电源在第一开关闭合的情况下通过充电机向锂电池供电。

在上述任一方案中优选的是，所述电机驱动变频器通过第二开关与所述市政电源连接，市政电源在第二开关闭合的情况下向电机驱动变频器供电。

在上述任一方案中优选的是，所述励磁系统为励磁调节器，所述励磁调节器上设置励磁电源开关。

在上述任一方案中优选的是，所述新能源汽车电动机的供电线路上连接电压表和电流表，用于检测新能源汽车电动机的电压和电流。

在上述任一方案中优选的是，所述锂电池内置BMS电源管理系统，所述锂电池通过通讯串口与上位机连接，读取锂电池的电量信息。

与现有技术相比，本实用新型提供的新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置具有以下有益效果：

1、通过将充电机、逆变器、电机驱动变频器、新能源汽车电动机、齿轮箱和发电机形成闭合回路，实现能量的内循环，发电机产生的电量通过充电机为锂电池和逆变器充电，在保证不浪费、节约电能的情况下，并没有将电能并入到电网内，因此不存在谐波电流进入电网内导致电网谐波污染的问题，保证市电电网的质量，实现节能、不污染市电电网的功能；

2、通过电机驱动变频器与新能源汽车电动机的连接，调节电机驱动变频器的输出参数，能够实现新能源汽车电动机的无级调速，调节范围广，通过在发电机上设置励磁系统，齿轮箱向发电机输出扭矩和转速，发电机在齿轮箱驱动下发电，并在励磁控制下实现功率调节，实现了无级加载功能，加载调节范围广。

附图说明

图1为本实用新型提供的新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置的一优选实施例的整体结构示意图；

图2为图1所示实施例中充电机和锂电池向逆变器供电的电路框图。

图中标注说明：1、充电机；2、逆变器；3、锂电池；4、发电机；5、电机驱动变频器； 6、新能源汽车电动机；7、齿轮箱；8、第一转速计；9、第一扭矩仪；10、第二转速计； 11、第二扭矩仪；12、励磁调节器；13、励磁电源开关；14、市政电源；15、第一开关； 16、第二开关。

具体实施方式

为了更进一步了解本实用新型的实用新型内容，下面将结合具体实施例详细阐述本实用新型。

如图1所示，按照本实用新型提供的新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置的一实施例，包括依次连接并形成闭合回路的充电机1、逆变器2、电机驱动变频器5、新能源汽车电动机6、齿轮箱7和发电机4，发电机4与充电机1连接，将发电机4发出的交流电通过充电机1转换为直流电，所述充电机1的输入端分别连接市政电源14和发电机4，所述充电机1和逆变器2之间并联锂电池3，市政电源14通过充电机1向锂电池3充电，充电机1和锂电池3输出的直流电共同向逆变器2供电，使逆变器2作为电源按设定工频向电机驱动变频器5供电，所述新能源汽车电动机6的输出端连接第一转速计8和第一扭矩仪9，以检测新能源汽车电动机6的输出转速和输出扭矩，所述齿轮箱7的输出端连接第二转速计10和第二扭矩仪11，以检测齿轮箱7的输出转速和输出扭矩，所述发电机4 上连接励磁系统，以调节发电机4的输出功率。所述电机驱动变频器5的型号可以为汇川 M500ET22G，所述逆变器2的型号可以为MD880-50M-0094-4。市政电源14的电压为380V，充电机1和锂电池3向逆变器2供电，逆变器2将直流电转换成380VAC 50Hz工频输出。通过调节电机驱动变频器5的输出参数，比如输出频率，可以调节新能源电动机的转速，实现无级调速，调节范围更加广泛。

逆变器2输出功率不小于35KVA，输出三相AC 380V±1％，50±0.2Hz，固定加速斜坡，启动运行就加速到50Hz固定运行。锂电池3电压范围540V-648V，标称1C电流45A。

充电机1有两种模式：模式一：用市政电源14供电时最大功率50KW，模式二：使用发电机4作为充电电源时，可以设定充电机1的输出电压。发电机4的功率范围是1KW 至50KW区间。

所述充电机1的输入端通过第一开关15与所述市政电源14连接，市政电源14在第一开关15闭合的情况下通过充电机1向锂电池3供电。

所述电机驱动变频器5通过第二开关16与所述市政电源14连接，市政电源14在第二开关16闭合的情况下向电机驱动变频器5供电。

所述励磁系统为励磁调节器12，所述励磁调节器12上设置励磁电源开关13，齿轮箱向发电机输出扭矩和转速，发电机在齿轮箱驱动下发电，并在励磁控制下实现功率调节。

所述新能源汽车电动机6的供电线路上连接电压表和电流表，用于检测新能源汽车电动机6的电压和电流。

所述锂电池3内置BMS电源管理系统，所述锂电池3通过通讯串口与上位机连接，读取锂电池3的电量信息。

本实施例设计的充电机1、逆变器2、电机驱动变频器5、新能源汽车电动机6、齿轮箱7和发电机4依次连接形成闭合回路，采用能量内循环方式，在节约电能且不污染市电电网的情况下；能实现新能源汽车电动机6及齿轮箱7试验过程中的无级调速，无级加载。

本实施例还包括一种新能源汽车电动机6及齿轮箱7性能综合试验方法，使用上述任一项所述的新能源汽车电动机6及齿轮箱7性能综合试验装置进行检测，包括以下步骤，

S1，初步使用时，手动第一开关15闭合，接通市政电源14，使充电机1给锂电池3 充电，锂电池3自带的BMS电源管理系统根据电池电芯上的电压传感器和电流传感器测得的数值自动计算电池的电量，并通过通信接口向上位机传送电量信号，上位机用于显示电量信息，锂电池3充满后，断开第一开关15，使充电机1与市政电源14断开连接；

S2，启动逆变器2，充电机1和锂电池3为逆变器2供电，使电机驱动变频器5得电后，设定需要驱动新能源汽车电动机6的参数，通过调节电机驱动变频器5的输出参数(比如输出功率)，可以改变新能源汽车电动机6的转速；

S3，启动新能源汽车电动机6，驱动齿轮箱7带动发电机4旋转，通过励磁调节器12改变发电机4的输出功率使其达到设定输出功率，间接改变了新能源汽车电动机6的给定转矩，发电机4输出功率的改变相当于试验了新能源汽车电动机6的不同给定转矩；

S4，发电机4发出的交流电通过充电机1转换为直流电，并和锂电池3输出的直流电并接共同为逆变器2供电，分担了锂电池3的输出功率，延长了锂电池3的使用时长。

S5，读取第一扭矩仪9和第一转速计8的数值，可以获得新能源汽车电动机6的输出功率，同时结合电压传感器和电流传感器测量的电压和电流数据，经计算可以获得新能源汽车电动机6在不同转速下的性能参数，比如效率、转矩等数据；

S6，读取第二扭矩仪11和第二转速计10的数值，并结合步骤S5检测的数值，可以测得齿轮箱7的传动比和传动效率。

S7，当上位机上显示的锂电池3电量数值消耗到30％时，即操作人员在上位机上观察电量低于或等于锂电池3总电量的30％时，此时关闭逆变器2，将第二开关16闭合接通市政电源14，使用市政电源14给电机驱动变频器5供电，继续试验，试验过程中发电机4 发出的电能通过充电机1储存在锂电池3中，当上位机上显示锂电池3电量充满后，断开第二开关16，使市政电源14与电机驱动变频器5断开，启动逆变器2继续试验，重复步骤S2-S6，以检测新能源电动机在不同转速下对应的性能参数和齿轮箱7的性能参数(齿轮箱7的传送比和传送效率)。

本实施例的工作原理：初次使用时，将第一开关15闭合，使市政电源14通过充电机1向锂电池3充电，锂电池3内置的BMS电源管理系统将电量信号传送至上位机进行电量数值显示，当上位机上显示的电量数值充满后，断开第一开关15，使锂电池与市政电源14 断开，启动逆变器2，使充电机1和锂电池3共同为逆变器2供电，逆变器2作为电机驱动变频器5的电源，电机驱动变频器5得电后，调节输出参数，从而调节新能源汽车电动机6的输出转速，第一扭矩仪9测试输出的扭矩，第一转速仪测试输出的转速，新能源汽车电动机6带动齿轮箱7转动，第二扭矩仪11测试齿轮箱7的输出扭矩，第二转速仪测试齿轮箱7的输出转速，齿轮箱7带动发电机4旋转，从而进行发电并输送给充电机1，充电机1将发电机4的交流电转为为直流电供逆变器2使用。

本领域技术人员不难理解，本实用新型包括上述说明书的实用新型内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置，其特征在于：包括依次连接并形成闭合回路的充电机、逆变器、电机驱动变频器、新能源汽车电动机、齿轮箱和发电机，所述充电机的输入端分别连接市政电源和发电机，所述充电机和逆变器之间并联锂电池，市政电源通过充电机向锂电池充电，充电机和锂电池输出的直流电共同向逆变器供电，使逆变器作为电源按设定工频向电机驱动变频器供电，所述新能源汽车电动机的输出端连接第一转速计和第一扭矩仪，以检测新能源汽车电动机的输出转速和输出扭矩，所述齿轮箱的输出端连接第二转速计和第二扭矩仪，以检测齿轮箱的输出转速和输出扭矩，所述发电机上连接励磁系统，以调节发电机的输出功率。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置，其特征在于：所述充电机的输入端通过第一开关与所述市政电源连接，市政电源在第一开关闭合的情况下通过充电机向锂电池供电。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置，其特征在于：所述电机驱动变频器通过第二开关与所述市政电源连接，市政电源在第二开关闭合的情况下向电机驱动变频器供电。

4.根据权利要求1所述的新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置，其特征在于：所述励磁系统为励磁调节器，所述励磁调节器上设置励磁电源开关。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置，其特征在于：所述新能源汽车电动机的供电线路上连接电压表和电流表，用于检测新能源汽车电动机的电压和电流。

6.根据权利要求1所述的新能源汽车电动机及齿轮箱性能综合试验装置，其特征在于：所述锂电池内置BMS电源管理系统，所述锂电池通过通讯串口与上位机连接，读取锂电池的电量信息。