一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統，該系統包括：AR3電源輸入柜、TM2整流變壓器、AR4直流穩壓電源柜、AR5測量柜、AR6測功機控制器、C2交流電力測功機、T-n轉矩轉速傳感器、功率分析儀、工業計算機以及工況控制器。本發明采用電動汽車電慣量模擬系統，簡化系統慣量測試需求，提高了慣量模擬的可適應性；同時，摒棄傳統的汽車發動機測試系統進行電動汽車的簡單工況測試，滿足了電動汽車特有的多種類型工況的測試需求。
【專利說明】一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動汽車【技術領域】，更具體的說，是涉及一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統。
【背景技術】
[0002]目前，車輛和自牽引機械用熱機的廢氣排放水平在很大程度上決定了世界生態系統狀況。盡管電子和自動化技術在熱機工作過程中的廣泛應用，已大大改進了燃油燃燒質量，但隨著車輛數量的急劇增加，熱機燃燒排放問題仍沒有得到有效的解決；另一方面，全球石油儲量有限，能源危機日益嚴峻，為了提高車輛的燃油經濟性，保證汽車工業持續發展，不斷發展了新一代節能的汽車。
[0003]電動汽車以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，一般采用高效率充電電池或燃料電池為動力源，是一種節約石油資源、無污染的理想“零排放”汽車，并可加大非石油資源的利用率，無疑是解決上述問題的有效途徑，因此，近些年來受到了廣泛的關注和重視。在電動汽車的生產和測試過程中，需要對汽車進行簡單的工況測試，對于電動汽車來說，采用基于傳統的汽車發動機測試系統進行電動汽車的簡單工況測試，無法滿足電動汽車特有的多種類型工況的測試需求。
[0004]因此，提供一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統，采用電動汽車電慣量模擬系統，簡化系統慣量測試需求，提高慣量模擬的可適應性，是本領域技術人員亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提供了一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統，以克服現有技術中由于采用基于傳統的汽車發動機測試系統進行電動汽車的簡單工況測試，無法滿足電動汽車特有的多種類型工況的測試需求的問題。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統，包括:
[0008]與50Hz/400V進線電源直接相連，進行測試臺架總進線電源保護的AR3電源輸入柜；
[0009]與所述AR3電源輸入柜相連，整流隔離并降低諧波對電網干擾的TM2整流變壓器；
[0010]與所述TM2整流變壓器相連，采用IGBT進行直流整流和逆變的AR4直流穩壓電源柜；
[0011]與所述AR4直流穩壓電源柜相連，內部安裝隔離開關以及高精度傳感器用于直流電源輸出分斷控制、電機控制器輸入電參數以及被試電機側的電參數測量、輸出接線端子的AR5測量柜；
[0012]與50Hz/400V進線電源直接相連，交流電力測功機C2牽引控制及制動控制，控制方式為直接轉矩控制的AR6測功機控制器；
[0013]與所述AR6測功機控制器相連，作為被測試電機的負載設備的C2交流電力測功機；
[0014]與所述C2交流電力測功機相連，進行扭矩信號檢測的T-n轉矩轉速傳感器；
[0015]分別與所述T-n轉矩轉速傳感器和所述AR5測量柜相連，對整個系統進行功率分析的功率分析儀；
[0016]與所述功率分析儀相連，對工況控制器的在線控制、實時仿真計算公式、參數的下發，系統運行狀態的監控的工業計算機；
[0017]分別與所述T-n轉矩轉速傳感器、所述工業計算機及設置在所述AR5測量柜的被測試電機控制器相連，對整個系統進行實時在線仿真控制，獲取各項運行參數，對系統進行各項控制，獲取上位計算機的控制指令進行系統的動態控制和保護的工況控制器。
[0018]其中，所述AR5測量柜連接M2被測試電機，所述M2被測試電機安裝在鑄鐵平臺上的安裝支架上。
[0019]其中，所述IGBT為主動關斷型器件。
[0020]其中，所述工業計算機包括:鍵盤、鼠標、工業液晶顯示器、打印機、面板顯示儀表和各類指示燈、控制開關及按鈕。
[0021]其中，所述功率分析儀的測量方式采用功率分析儀連接微機測量，且測量回路配置高精度電流傳感器。
[0022]其中，所述AR6測功機控制器的控制方式采用PLC直接進行連鎖控制。
[0023]其中，所述工況控制器進行扭矩、轉速、油門位置、制動踏板位置控制參數的PID參數設置功能。
[0024]其中，所述工況控制器還具有故障診斷及報警功能。
[0025]經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開了一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統，該系統包括:AR3電源輸入柜、TM2整流變壓器、AR4直流穩壓電源柜、AR5測量柜、AR6測功機控制器、C2交流電力測功機、T-n轉矩轉速傳感器、功率分析儀、工業計算機以及工況控制器。本發明采用電動汽車電慣量模擬系統，簡化系統慣量測試需求，提高了慣量模擬的可適應性；同時，摒棄傳統的汽車發動機測試系統進行電動汽車的簡單工況測試，滿足了電動汽車特有的多種類型工況的測試需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發明實施例公開的一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統結構示意圖。【具體實施方式】
[0028]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0029]本發明公開了一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統，該系統包括:AR3電源輸入柜、TM2整流變壓器、AR4直流穩壓電源柜、AR5測量柜、AR6測功機控制器、C2交流電力測功機、T-n轉矩轉速傳感器、功率分析儀、工業計算機以及工況控制器。本發明采用電動汽車電慣量模擬系統，簡化系統慣量測試需求，提高了慣量模擬的可適應性；同時，摒棄傳統的汽車發動機測試系統進行電動汽車的簡單工況測試，滿足了電動汽車特有的多種類型工況的測試需求。
[0030]請參閱附圖1，為本發明實施例公開的一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統結構示意圖。本發明實施例公開了一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統，該系統具體結構包括--與50Hz/400V進線電源直接相連，進行測試臺架總進線電源保護的AR3電源輸入柜1 ;與所述AR3電源輸入柜1相連，整流隔離并降低諧波對電網干擾的TM2整流變壓器2 ;與所述TM2整流變壓器2相連，采用IGBT進行直流整流和逆變的AR4直流穩壓電源柜3 ;與所述AR4直流穩壓電源柜3相連，內部安裝隔離開關以及高精度傳感器用于直流電源輸出分斷控制、電機控制器輸入電參數以及被試電機側的電參數測量、輸出接線端子的AR5測量柜4 ;與50Hz/400V進線電源直接相連，交流電力測功機C2牽引控制及制動控制，控制方式為直接轉矩控制的AR6測功機控制器5 ;與所述AR6測功機控制器5相連，作為被測試電機的負載設備的C2交流電力測功機6 ;與所述C2交流電力測功機6相連，進行扭矩信號檢測的T-n轉矩轉速傳感器7 ;分別與所述T-n轉矩轉速傳感器7和所述AR5測量柜4相連，對整個系統進行功率分析的功率分析儀8 ;與所述功率分析儀8相連，對工況控制器10的在線控制、實時仿真計算公式、參數的下發，系統運行狀態的監控的工業計算機9 ;分別與所述T-n轉矩轉速傳感器7、所述工業計算機9及設置在所述AR5測量柜4的被測試電機控制器相連，對整個系統進行實時在線仿真控制，獲取各項運行參數，對系統進行各項控制，獲取上位計算機的控制指令進行系統的動態控制和保護的工況控制器10。
[0031]本發明采用電動汽車電慣量模擬系統，簡化系統慣量測試需求，提高了慣量模擬的可適應性；同時，摒棄傳統的汽車發動機測試系統進行電動汽車的簡單工況測試，滿足了電動汽車特有的多種類型工況的測試需求。
[0032]優選的，所述AR5測量柜連接M2被測試電機，所述M2被測試電機安裝在鑄鐵平臺上的安裝支架上。
[0033]其內部安裝隔離開關以及高精度傳感器用于直流電源輸出分斷控制、電機控制器輸入電參數以及被試電機側的電參數測量、輸出接線端子。
[0034]優選的，所述IGBT為主動關斷型器件。系統的控制精度、穩定性可以得到提高，并且可以避免逆變顛覆的危險。
[0035]優選的，所述工業計算機包括:鍵盤、鼠標、工業液晶顯示器、打印機、面板顯示儀表和各類指示燈、控制開關及按鈕。
[0036]操作臺包括操作臺架、UPS穩壓隔離電源、工業計算機(含鍵盤、鼠標)、17英寸工業液晶顯示器、打印機、面板顯示儀表和各類指示燈、控制開關與按鈕。
[0037]優選的，所述功率分析儀的測量方式采用功率分析儀連接微機測量，且測量回路配置高精度電流傳感器。中間環節采用信號調理接口模塊，選用功率分析儀連接計算機完成信號采集和測量任務。
[0038]優選的，所述AR6測功機控制器的控制方式采用PLC直接進行連鎖控制。采用PLC進行聯鎖控制，聯鎖程序可根據用戶的要求自由編輯、修改，控制系統性能穩定、系統可擴展性好。
[0039]測功機基本組成:由一臺交流電力測功機，轉矩轉速傳感器、安裝底座及與動力機械連接法蘭、可四象限運行的交流變頻調速系統組成。它們的工作原理都是將交流電機發出的交流電逆變為直流電然后再逆變為交流電上網。交流變頻調速系統通過控制測功機的的轉速和扭矩來對被試電機進行加載。
[0040]優選的，所述工況控制器進行扭矩、轉速、油門位置、制動踏板位置控制參數的PID參數設置功能。工況控制器同測功機相連進行轉速、扭矩的快速測量，同功率分析儀相連進行電機系統的電壓、電流快速測量。通過CAN、MODBUS,以太網數字通訊接口同測功機變頻柜相連進行轉速、扭矩、測功機電量的控制指令更新速率應大于等于1kHz，通訊速率大于等于 IKHz。
[0041]優選的，所述工況控制器還具有故障診斷及報警功能。
[0042]工況控制器具有電子油門與制動踏板位置模擬功能:提供0-5V的直流電壓信號(模擬量，相當于油門踏板的開度)用于對電機電動功率的控制；工況控制器再提供0-5V的直流電壓信號(模擬量，相當于制動踏板的開度)用于對電機發電功率的控制；工況控制器增加一個制動信號(數字量，0-1信號，I代表電機發電工況，O代表電機電動工況,用以控制電機控制器由電動到發電或由發電到電動工況之間的轉換)。要求兩種油門信號與制動信號可以進行手動操作控制，又可以進行自動控制；在手動控制時，如果在發電工況時，電動油門不起作用，在電機電動時制動油門不起作用。在進行自動工況時，手動控制不起作用。
[0043]在牽引工況下，汽車電機及控制器模擬車輛牽引，其輸出功率經變速器傳遞給處于發電工況的交流電力測功機，交流測功機按照轉矩閉環控制，模擬列車的阻力負載，替代原有的機械飛輪的慣性模擬。
[0044]在電制動工況下，交流測功機繼續模擬車輛在制動過程中的阻力變化，而汽車電機及控制器根據計算進行慣性和阻力的模擬，使被試電機處于發電工況，模擬實現車輛再生能量的電阻消耗或者反饋，替代原有的機械飛輪的慣性模擬。
[0045]在更換被試品后，將新的被試品的參數、數據輸入到計算機中，計算機將實時計算后的數據下發到工況控制器中，即可實現對多中被試品的自動電慣量模擬功能。
[0046]綜上所述:本發明公開了一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統，該系統包括:AR3電源輸入柜、TM2整流變壓器、AR4直流穩壓電源柜、AR5測量柜、AR6測功機控制器、C2交流電力測功機、T-n轉矩轉速傳感器、功率分析儀、工業計算機以及工況控制器。本發明采用電動汽車電慣量模擬系統，簡化系統慣量測試需求，提高了慣量模擬的可適應性；同時，摒棄傳統的汽車發動機測試系統進行電動汽車的簡單工況測試，滿足了電動汽車特有的多種類型工況的測試需求。
[0047]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種電動汽車電驅動工況仿真試驗系統，其特征在于，包括:與50HZ/400V進線電源直接相連，進行測試臺架總進線電源保護的AR3電源輸入柜；與所述AR3電源輸入柜相連，整流隔離并降低諧波對電網干擾的TM2整流變壓器；與所述TM2整流變壓器相連，采用IGBT進行直流整流和逆變的AR4直流穩壓電源柜；與所述AR4直流穩壓電源柜相連，內部安裝隔離開關以及高精度傳感器用于直流電源輸出分斷控制、電機控制器輸入電參數以及被試電機側的電參數測量、輸出接線端子的AR5測量柜；與50Hz/400V進線電源直接相連，交流電力測功機C2牽弓|控制及制動控制，控制方式為直接轉矩控制的AR6測功機控制器；與所述AR6測功機控制器相連，作為被測試電機的負載設備的C2交流電力測功機；與所述C2交流電力測功機相連，進行扭矩信號檢測的T-n轉矩轉速傳感器；分別與所述T-n轉矩轉速傳感器和所述AR5測量柜相連，對整個系統進行功率分析的功率分析儀；與所述功率分析儀相連，對工況控制器的在線控制、實時仿真計算公式、參數的下發，系統運行狀態的監控的工業計算機；分別與所述T-n轉矩轉速傳感器、所述工業計算機及設置在所述AR5測量柜的被測試電機控制器相連，對整個系統進行實時在線仿真控制，獲取各項運行參數，對系統進行各項控制，獲取上位計算機的控制指令進行系統的動態控制和保護的工況控制器。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述AR5測量柜連接M2被測試電機，所述M2被測試電機安裝在鑄鐵平臺上的安裝支架上。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述IGBT為主動關斷型器件。
4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述工業計算機包括:鍵盤、鼠標、工業液晶顯示器、打印機、面板顯示儀表和各類指示燈、控制開關及按鈕。
5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述功率分析儀的測量方式采用功率分析儀連接微機測量，且測量回路配置高精度電流傳感器。
6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述AR6測功機控制器的控制方式采用PLC直接進行連鎖控制。
7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述工況控制器進行扭矩、轉速、油門位置、制動踏板位置控制參數的PID參數設置功能。
8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述工況控制器還具有故障診斷及報警功能。
【文檔編號】G01M17/007GK103674569SQ201310680771
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】李立中, 劉明超, 黎俊, 劉濤, 龍永紅, 夏宇輝 申請人:株洲中達特科電子科技有限公司