電動汽車多功能性能試驗臺架的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種電動汽車多功能性能試驗臺架，包括測試系統、被測系統、臺架支撐結構、控制系統、數據采集系統和電氣系統；其中測試系統包括依次連接的測功電機、增速器、第一法蘭盤、扭矩傳感器、第二法蘭盤、軸承座、第三法蘭盤和擾性聯軸器，增速器上集成了測試換檔執行機構；被測系統包括相互連接的變速箱和被測電機，變速箱上集成了被測換檔執行機構；臺架支撐結構包括底座、測試系統支撐部分和被測系統支撐部分；控制系統包括測功電機控制器、測功控制單元、被測電機控制器和被測整車控制器。利用本試驗臺架可以完成對電動汽車測試的所有試驗，并且測試系統和被測系統均通過滑塊安裝在臺架支撐結構中，便于安裝和移動。
【專利說明】電動汽車多功能性能試驗臺架
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動汽車試驗測試領域，具體為一種電動汽車多功能性能試驗臺架。
【背景技術】
[0002]電動汽車是指以車載動力電池為動力，由電機驅動車輪行駛的車輛。電機的性能、電機控制器的性能以及兩者之間的匹配直接關系到電動汽車的動力性和經濟性。由于車輛工作區間屬于面工況，使得電機的工作范圍很廣，因此要求電機的輸出端能夠配備一個變速箱，用于減速增扭，增大電動汽車的適用范圍，使得電機總能工作在高效區。電機的動力性能測試、電機控制器的性能測試、電機和電機控制器兩者的匹配性能測試、變速箱換擋試驗測試、整車控制策略的驗證與標定、動力系統動力性測試均是電動汽車必須進行的試驗測試內容。電動汽車與傳統汽車相比，可以實現制動能量回收和零速起步，以此來節能和減少環境污染，該性能也應該在試驗臺架上進行初步的測試，再進行實車測試。
[0003]傳統的內燃機汽車也具有相應的試驗臺架可對其動力系統部件和總成進行動力性能測試，但不能在一個試驗臺架上完成這所有的試驗，同時試驗臺架體積龐大，不便于安裝和移動，使得試驗變的非常復雜。電動汽車可以在一個試驗臺架上完成對動力系統總成和各部件的性能測試和匹配，同時還能在此臺架上對整車控制策略進行驗證和標定。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:提供一種電動汽車多功能性能試驗臺架，能夠在此試驗臺架中完成電動汽車的所有試驗，且便于安裝和移動。
[0005]本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為:一種電動汽車多功能性能試驗臺架，其特征在于:它包括測試系統、被測系統、臺架支撐結構、控制系統、數據采集系統和電氣系統；其中
[0006]測試系統包括依次連接的測功電機、增速器、第一法蘭盤、扭矩傳感器、第二法蘭盤、軸承座、第三法蘭盤和擾性聯軸器，增速器上集成了測試換檔執行機構；被測系統包括相互連接的變速箱和被測電機，變速箱上集成了被測換檔執行機構；變速箱與擾性聯軸器連接；
[0007]臺架支撐結構包括底座，底座由可升降的支撐墊塊支撐，底座上設有測試系統支撐部分和被測系統支撐部分；其中測試系統支撐部分包括支撐架和第一支撐焊合，支撐架底部通過滑塊與底座滑動連接，支撐架用于支撐從左到右依次連接的測功電機、增速器、第一法蘭盤、扭矩傳感器、第二法蘭盤、軸承座、第三法蘭盤和擾性聯軸器，測功電機的左側底部通過第一支撐焊合固定在支撐架上，測試系統支撐部分外部設有防護罩，只露出擾性聯軸器的右端口 ；被測系統支撐部分設置在測試系統支撐部分的右邊，包括升降支撐塊總成和第二支撐焊合，均通過滑塊與底座滑動連接，滑動方向與支撐架一致；
[0008]控制系統包括測功電機控制器、測功控制單元、被測電機控制器和被測整車控制器，其中測功控制單元通過測功電機控制器控制測功電機，被測整車控制器通過被測電機控制器控制被測電機，測功控制單元還用于控制測試換檔執行機構，被測整車控制器還用于控制被測換檔執行機構；
[0009]數據采集系統用于采集試驗所需的所有參數并反饋給控制系統中相應的部分；
[0010]電氣系統用于給以上系統進行供電，包括低壓供電電路和高壓供電電路。
[0011]按上述方案，它還包括上位機，分別與測功控制單元和被測整車控制器連接。
[0012]按上述方案，它還包括2套冷卻系統，I套用于測試系統的冷卻，由測功控制單元控制，另I套用于被測系統的冷卻，由被測整車控制器控制。
[0013]按上述方案，所述的數據采集系統還包括功率分析儀，用于對被測電機、被測電機控制器和變速箱進行動力輸出特性、匹配進行分析。
[0014]按上述方案，所述的底座為一個由底板、墊板、橫襯和縱襯構成的矩形盒體，其中墊板與所述的支撐墊塊連接，縱襯上開有通視孔，底板上設有截面為“凸”形的開槽，開槽與所述的滑塊匹配。
[0015]按上述方案，所述的升降支撐塊總成由上固定圈、螺桿、支撐滑塊、左側壁、下固定圈、底塊、上蓋、右側壁和支撐柱組成；
[0016]其中底塊、左側壁、右側壁和上蓋構成一個框形結構；下固定圈固定在底塊上，上固定圈固定在上蓋上，螺桿兩端分別通過上下固定圈限位，并且螺桿頂部有一段外露在上蓋之外并固定有調節螺母；支撐滑塊套在螺桿上并通過螺紋與螺桿連接，固定滑塊通過螺栓與支撐滑塊固定，支撐柱設置在固定滑塊和支撐滑塊之間，支撐柱兩端分別固定在底塊和上蓋上，支撐滑塊和固定滑塊對應的設有用于固定被測部件的變直徑的通孔，用于與被測試部件連接；底塊通過滑塊與底板滑動連接。
[0017]本發明的有益效果為:
[0018]1、利用本試驗臺架可以完成對電動汽車測試的所有試驗，并且測試系統和被測系統均通過滑塊安裝在臺架支撐結構中，便于安裝和移動；由于被測系統中的任何部件均可拆卸，因此本試驗臺架既可對整個被測系統進行試驗，也可以對被測系統中任何一部件進行試驗，還可以進行電動汽車動力系統部件之間匹配試驗、效率試驗，對整個動力系統的性能進行評價。
[0019]2、本試驗臺架還可增加上位機，在上位機中植入路面負載模擬模塊，模擬實時路面負載，測試在不同工況下電動汽車動力系統的工作性能狀況和驗證整車控制策略。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明一實施例的電氣系統電路連接示意圖；
[0021]圖2為本發明一實施例的信號傳遞連接示意圖；
[0022]圖3為本發明一實施例的機械部件連接結構示意圖；
[0023]圖4為本發明一實施例的機械結構中滑塊結構示意圖；
[0024]圖5為本發明一實施例圖3中底座的細節示意圖；
[0025]圖6為本發明一實施例圖3中升降支撐塊總成的細節示意圖；
[0026]圖7為本發明一實施例圖3中升降支撐塊總成的另一細節示意圖；
[0027]圖8為本發明一實施例進行工況模擬試驗時的測試原理圖示意圖；
[0028]圖9為本發明一實施例進行性能測試試驗時的一種測試原理示意圖；
[0029]圖10為本發明一實施例進行性能測試試驗時的另一種測試原理示意圖；
[0030]圖11為本發明一實施例的啟動流程圖。
[0031]1-測功電機；2_增速器；3_測試換擋執行機構；4_扭矩傳感器；5_擾性聯軸器；6-打氣泵；7_被測換擋執行機構；8_變速箱；9_被測電機；10-被測冷卻系統；11-被測電機控制器；12_高壓電信號采集模塊；13_逆變器；14-DC/DC變換器；15_24V蓄電池；16_高壓配電系統；17_測功控制單元；18_被測整車控制器；19_測功電機控制器；20_測功冷卻系統；21_上位機；22_功率分析儀；23_油門踏板；24_第一支撐焊合；25_第一防護罩下蓋；26-測功電機三相線；27_第一防護罩上蓋；28-第一連接端面；29_第二連接端面；30-支架；31_第一法蘭盤；32_第二法蘭盤；33_上聯接板；34_軸承座；35_第二法蘭盤；36-第二防護罩上蓋；37_第二連接端面；38_第四連接端面；39 —被測電機二相線；40_第二支撐焊合；41_升降支撐塊總成；42_第二防護罩下蓋；43_通視孔；44_下聯接板；45_槽形立板；46_聯接板；47_立板；48_底板；49_底座；50_支撐墊塊；51_滑塊；52_縱襯；53-墊板；54_橫襯；55_開槽；56_上固定圈；57_螺桿；58-支撐滑塊；59-左側壁；60_下固定圈；61_底塊；62_調節螺母；63_上蓋；64_右側壁；65_支撐柱；66_固定滑塊；67_測功電機控制器溫度傳感器；68_測功電機溫度傳感器；69_增速器轉速傳感器；70_變速箱轉速傳感器；71_被測電機溫度傳感器；72_被測電機控制器溫度傳感器；73_被測電機轉速傳感器；74_測功電機轉速傳感器；75_測功電機控制器電流傳感器；76_阻力矩模擬模塊；77-車速轉換單元；78_檔位比；79_檔位比；80_三相交流電流傳感器；81_三相交流電壓傳感器；82_直流母線電壓傳感器；83_直流母線電流傳感器。
【具體實施方式】
[0032]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0033]本發明提供一種電動汽車多功能性能試驗臺架如圖1、2和3所示，包括測試系統、被測系統、臺架支撐結構、控制系統、數據采集系統和電氣系統。
[0034]測試系統包括依次連接的測功電機1、增速器2、第一法蘭盤31、扭矩傳感器4、第二法蘭盤32、軸承座34、第三法蘭盤35和擾性聯軸器5，增速器2上集成了測試換檔執行機構3 ;被測系統包括相互連接的變速箱8和被測電機9，變速箱8上集成了被測換檔執行機構7 ;變速箱8輸出軸端直接與擾性聯軸器5相連。測試換擋執行機構3和被測換擋執行機構7均采用氣動換擋，由打氣泵6提供氣壓。
[0035]臺架支撐結構包括底座49，底座49由可升降的支撐墊塊50支撐，底座49上設有測試系統支撐部分和被測系統支撐部分；其中測試系統支撐部分包括支撐架和第一支撐焊合24，支撐架底部通過滑塊51與底座49滑動連接，測功電機I的左側底部通過第一支撐焊合24固定在支撐架上，測試系統支撐部分外部設有第一防護罩，第一防護罩由第一防護罩上蓋27和第一防護罩下蓋25組成，只露出擾性聯軸器5的右端口 ；被測系統支撐部分設置在測試系統支撐部分的右邊，包括升降支撐塊總成41和第二支撐焊合40，均通過滑塊51與底座49滑動連接，滑動方向與支撐架一致。底座49為一個由底板48、墊板53、橫襯54和縱襯52構成的矩形盒體，其中墊板53與所述的支撐墊塊50連接，縱襯52上開有通視孔43，底板48上設有截面為“凸”形的開槽55，開槽55與所述的滑塊51匹配。所述的升降支撐塊總成41由上固定圈56、螺桿57、支撐滑塊58、左側壁59、下固定圈60、底塊61、上蓋63、右側壁64和支撐柱65組成；其中底塊61、左側壁59、右側壁64和上蓋63構成一個框形結構；下固定圈60固定在底塊61上，上固定圈56固定在上蓋63上，螺桿57兩端分別通過上固定圈56和下固定圈60限位，并且螺桿57頂部有一段外露在上蓋63之外并固定有調節螺母62 ;支撐滑塊58套在螺桿57上并通過螺紋與螺桿57連接，固定滑塊66通過螺栓與支撐滑塊58固定，支撐柱65設置在固定滑塊66和支撐滑塊58之間，支撐柱65兩端分別固定在底塊61和上蓋63上，支撐滑塊58和固定滑塊66對應的設有用于固定被測變速箱8的變直徑的通孔，用于與被測變速箱8連接；底塊61通過滑塊51與底板48滑動連接。
[0036]控制系統包括測功電機控制器19、測功控制單元(EOT) 17、被測電機控制器11和被測整車控制器(VCU) 18，其中測功控制單元17通過測功電機控制器19控制測功電機1，被測整車控制器18通過被測電機控制器11控制被測電機9，測功控制單元17還用于控制測試換檔執行機構3，被測整車控制器18還用于控制被測換檔執行機構7。
[0037]數據采集系統用于采集試驗所需的所有參數并反饋給控制系統中相應的部分；
[0038]電氣系統用于給以上系統進行供電，包括高壓供電電路和低壓供電電路。
[0039]如圖1所示，本發明實施例的電動汽車多功能性能試驗臺架中電氣系統電路連接示意圖。在高壓供電電路中，逆變器(電源)13將電網中三相交流電(380V AC)逆變成穩定的直流高壓電，通過高壓配電系統16將直流電能供給被測電機控制器11、測功電機控制器19、DC/DC變換器14，也能將測功電機I和被測電機9處于發電狀態下所發電能逆變成380VAC反饋給電網，實現被測電機9的制動能量回收性能試驗；逆變器(電源)與13高壓配電系統16相連；高壓配電系統16將直流高壓電供給測功電機控制器19，測功電機控制器19將直流高壓電逆變成三相交流電供電測功電機I驅動電能，也能將測功電機I處于發電狀態下所發三相交流電能逆變成直流電，反饋給高壓配電系統16 ;高壓配電系統16將直流高壓電通過高壓電信號采集模塊12供給測功電機控制器19，測功電機控制器19將直流高壓電逆變成三相交流電通過高壓電信號采集模塊12供給被測電機9，也能將被測電機9處于發電狀態時所發三相交流電能逆變成直流電，反饋給高壓配電系統16 ;高壓電信號采集模塊12中裝有三相交流電流傳感器80、三相交流電壓傳感器81、直流母線電壓傳感器82、直流母線電流傳感器83，測量輸入測功電機控制器11的直流電壓、直流電流和輸入被測電機9的三相交流電壓、三相交流電流；高壓配電系統16將直流高壓電供給DC/DC變換器14。
[0040]在低壓供電電路中，DC/DC變換器14將直流高壓電600V DC變換成27V DC給24V蓄電池15充電，24V蓄電池15將低壓電供給高壓配電系統16，高壓配電系統16中帶有低壓配電部分，通過高壓配電系統16給被測電機控制器11、測功電機控制器19、被測整車控制器18、測功控制單元17、被測冷卻系統10、測功冷卻系統20供給低壓電。
[0041]本實施例中，優選的，本試驗臺架還包括上位機21，分別與測功控制單元17和被測整車控制器18連接。
[0042]本實施例中，優選的，本試驗臺架還包括2套冷卻系統(10、20)，I套用于測試系統的冷卻，由測功控制單元17控制，另I套用于被測系統的冷卻，由被測整車控制器18控制。測試系統和被測系統均需要冷卻系統。測試系統中測功電機I和測功電機控制器19采用同一個水冷循環，共用測功冷卻系統20 ;被測系統中被測電機9和被測電機控制器11采用同一個水冷循環，共用被測冷卻系統10。冷卻方式均采用水冷方式；每套冷卻系統包括一個冷卻水泵和一個冷卻風扇；測功冷卻系統20由測功控制單元17通過測功電機定子溫度和測功電機控制器溫度來控制其開閉，被測冷卻系統10由被測整車控制器18通過驅動電機定子溫度和驅動電機控制器溫度來控制其開閉；兩套冷卻系統均可通過上位機手動輸入命令直接控制開閉。
[0043]本實施例中，優選的，所述的數據采集系統還包括功率分析儀22，用于對被測電機
9、被測電機控制器11和變速箱8進行動力輸出特性、匹配進行分析。
[0044]如圖2所示，本發明實施例的電動汽車多功能性能試驗臺架中各個電氣部件之間包括各種信號的傳遞。在測試系統中，測功控制單元17通過CAN線與測功電機控制器19相連，兩者之間還通過硬線進行信號交互傳遞，測功控制單元17可以通過發送命令控制測功電機控制器19 ;測功電機控制器19控制測功電機I，測功電機I將控制變量輸出值反饋給測功電機控制器19 ;增速器2軸端裝有測功電機轉速傳感器74和增速器轉速傳感器69，分別將測功電機I的轉速和增速器2軸端輸出轉速反饋給測功電機控制器19 ;扭矩傳感器4將增速器2軸端輸出實時扭矩反饋給測功電機控制器19，實現扭矩閉環控制；測試換擋執行機構3將當前檔位反饋給測功控制單元17，測功控制單元17為測試換擋執行機構3提供模擬電，同時控制測試換擋執行機構3的換擋動作；高壓配電系統16向測功控制單元17反饋相應的采集信號，測功控制單元17控制相應的高壓直流接觸器和低壓接觸器開閉；測功控制單元17通過測功電機控制器溫度傳感器67和測功電機溫度傳感器68所測量的測功電機控制器19溫度和測功電機I的定子溫度反饋值來控制測功冷卻系統20的開斷。在被測系統中，被測整車控制器18通過CAN線與被測電機控制器11相連，兩者之間還通過硬線進行信號交互傳遞，被測整車控制器18可以通過發送命令控制被測電機控制器11 ;被測電機控制器11控制被測電機9，被測電機9將控制變量輸出值反饋給被測電機控制器11 ；變速箱8軸端裝有被測電機轉速傳感器73和變速箱轉速傳感器70，分別將被測電機9的轉速和變速箱8軸端輸出轉速反饋給被測電機控制器11 ;被測換擋執行機構7將當前檔位反饋給被測整車控制器18，被測整車控制器18為被測換擋執行機構7提供模擬電，同時控制被測換擋執行機構7的換擋動作；高壓配電系統16向被測整車控制器18反饋相應的采集信號，被測整車控制器18控制相應的高壓直流接觸器和低壓接觸器開閉；被測整車控制器18通過被測電機控制器溫度傳感器72和被測電機溫度傳感器71所測量的被測電機控制器11溫度和被測電機9的定子溫度反饋值來控制被測冷卻系統10的開斷；油門踏板23將油門踏板命令輸入被測整車控制器18，用來模擬實車油門踏板23命令；高壓電信號采集模塊12與被測整車控制器18之間存在信號交互傳遞，高壓電信號采集模塊12向被測整車控制器18提供所采集的模擬信號，被測整車控制器18給高壓電信號采集模塊12提供模擬電；高壓電信號采集模塊12將采集模擬信號反饋給功率分析儀22，功率分析儀22同時還接受來自于扭矩傳感器4所測扭矩和被測整車控制器18所反饋的轉速信號，利用這些采集信號對被測電機9、被測電機控制器11、變速箱8進行動力輸出特性、匹配等進行分析。測功控制單元17和被測整車控制器18與上位機(PC) 21之間通過CAN連接，同時也有信號交互傳遞，上位機(PC) 21通過PLC和Labview編程實現對測功控制單元17和被測整車控制器18的控制、數據采集、保存、記錄。功率分析儀22和上位機(PC) 21之間可以實現信號傳遞。
[0045]本發明實施例的電動汽車多功能性能試驗臺架中臺架支撐結構優選結構如圖3所示，包括底座49，底座49由可升降的支撐墊塊50支撐，底座49上設有測功電機支撐部分和被測電機支撐部分；其中
[0046]測功電機支撐部分包括支撐架和第一支撐焊合24，支撐架底部通過滑塊51與底座49滑動連接，支撐架用于支撐從左到右依次連接的測功電機1、增速器2、第一法蘭盤31、扭矩傳感器4、第二法蘭盤32、軸承座34、第三法蘭盤35和擾性聯軸器5，測功電機I的左側底部通過第一支撐焊合24固定在支撐架上，測功電機支撐部分外部設有防護罩，只露出擾性聯軸器的右端口；
[0047]被測電機支撐部分設置在測功電機支撐部分的右邊，包括升降支撐塊總成41和第二支撐焊合40，均通過滑塊51與底座49滑動連接，滑動方向與支撐架一致。
[0048]本實施例中，優先的，支撐架包括支架30、上聯接板33、下聯接板44、槽形立板45、立板47和聯接板46，立板47通過螺栓和滑塊51固定在底座49上，聯接板46通過螺栓固定在立板47上，第一支撐焊合24和支架30均通過螺栓固定在聯接板46上；三塊相同的槽形立板45通過螺栓和滑塊51固定在底座49上,下聯接板44通過螺栓固定在槽形立板45上，上聯接板33通過螺栓與下聯接板44相連接；測功電機I與增速器2通過第一連接端面28和第二連接端面29集成在一起，增速器2輸出軸端通過第一法蘭盤31與扭矩傳感器4相連，扭矩傳感器4另一端通過第二法蘭盤32與軸承座34相連接，軸承座34和擾性聯軸器5之間通過第三法蘭盤35相連接；擾性聯軸器5另一端與被變速箱8相連接；變速箱8和被測電機9通過第三連接端面37和第四連接端面38集成在一起；測功電機I尾部通過第一支撐焊合24固定和支撐，增速器2兩邊通過支架30固定和支撐，保證了測功電機I和增速器2兩者安裝牢靠；扭矩傳感器4和軸承座34均通過螺栓固定在上聯接板33上；整個測功電機支撐部分由第一防護罩下蓋25將四周罩住，上面與第一防護罩上蓋27配合，將整個測功電機支撐部分和測功電機等罩在里面，只將擾性聯軸器5另一端露出，提高了臺架的安全性能，第一防護罩下蓋25和第一防護罩上蓋27周邊均開有散熱裝置，如散熱片和散熱孔。
[0049]本實施例中，優先的，變速箱8兩側通過固定滑塊66固定在升降支撐塊總成41上；被測電機9尾部通過第二支撐焊合40固定和支撐，第二支撐焊合40通過滑塊51固定在底板48上面。增速器2的換擋執行機構3集成在增速器2上端，變速箱8的換擋執行機構集成在變速器2上端。被測系統和測試系統通過擾性聯軸器5連接部分由第二防護罩下蓋42將兩側罩住，上面與第二防護罩上蓋36配合，提高了臺架的安全性能。
[0050]本實施例中，所述的底座49如圖5所不,為一個由底板48、墊板53、橫襯54和縱襯52構成的矩形盒體，其中墊板53與所述的支撐墊塊50連接，縱襯52上開有通視孔43，底板48上設有截面為“凸”形的開槽55，開槽55與所述的滑塊51 (如圖4所示)匹配。本實施例中，縱襯52和橫襯54通過焊接固定在底板48四周，縱襯52在安裝支撐墊塊50處開有通視孔43，用于調整支撐墊塊50的高度，保證試驗臺架整體的水平；墊板53通過焊接固定在縱襯52和橫襯54的下面,墊板53在安裝支撐墊塊50處開有圓形孔；底板48開有等間距的“凸”形的開槽55，滑塊51位于開槽55中，因此通過選擇不同的開槽55可以改變橫向距離，軸向距離直接通過滑塊51的安裝位置調整，可調整軸向距離是連續可變的，且可調范圍較大；在底板48和開槽55上涂有潤滑油，使得安裝時移動快捷方便。
[0051]本實施例中，升降支撐塊總成41如圖6和圖7所示，所述的升降支撐塊總成由上固定圈56、螺桿57、支撐滑塊58、左側壁59、下固定圈60、底塊61、上蓋63、右側壁64、支撐柱65組成。其中底塊61、左側壁59、右側壁64和上蓋63構成一個框形結構；下固定圈60固定在底塊61上，上固定圈56固定在上蓋63上，螺桿57兩端分別通過上下固定圈56、60限位，并且螺桿57頂部有一段外露在上蓋63之外并固定有調節螺母62 ;支撐滑塊58套在螺桿57上并通過螺紋與螺桿57連接，固定滑塊66通過螺栓與支撐滑塊58固定，支撐柱65設置在固定滑塊66和支撐滑塊58之間，支撐柱65兩端分別固定在底塊61和上蓋63上，支撐滑塊58和固定滑塊66對應的設有用于固定被測部件的變直徑的通孔，用于與被測試部件連接；底塊61通過滑塊51與底板48滑動連接。
[0052]將升降支撐塊總成安裝在底板48上時，首先滑塊51帶動底塊61滑動。優選的，還可以在底塊51上設置與“凸”形的開槽55垂直的長通孔，使得升降支撐塊總成可以橫向和縱向兩個方向進行滑動，滑動到固定位置時，采用螺栓將其固定。
[0053]使用時，擰動調節螺母62，使得螺桿57旋轉，從而帶動支撐滑塊58上下運動，與支撐滑塊58連接的固定滑塊66也上下運動，最終使得被測變速箱8也上下運動，支撐滑塊58的可調高度與螺桿57的攻絲長度相等，其可調高度較大。支撐柱65設置在支撐滑塊58和固定滑塊66之間，能夠使得支撐滑塊58和固定滑塊66始終朝向固定一側，而不會隨著螺桿57旋轉。
[0054]如圖8所示，本發明實施例的電動汽車多功能性能試驗臺架進行工況模擬時的測試原理圖示意圖。該測試原理圖主要用于模擬實時路面負載，測試在不同工況下電動汽車動力系統的工作性能狀況和驗證整車控制策略，同時可以通過油門踏板23來模擬駕駛員實際路面駕駛、電動汽車在起動工況下動力系統狀態。測功電機控制器電流傳感器75測量測功電機控制器19輸入直流電流，將測試值反饋給測功控制單元17 ;測功電機控制器溫度傳感器67和測功電機溫度傳感器68分別測量測功電機控制器19和測功電機I定子溫度，并將測試的模擬量反饋給測功控制單元17 ;增速器轉速傳感器69和測功電機轉速傳感器74分別測量增速器2軸端輸出轉速和測功電機I轉子轉速，并將測試模擬量反饋給測功控制單元17，測試換擋執行機構3將實時檔位比78反饋給測功控制單元17，此時測功控制單元17可以實現對測試換擋執行機構3的換擋控制，在試驗過程中也可以通過手動換擋來完成增速器2的檔位變換；阻力矩模擬模塊76和車速轉換單元77位于測功控制單元17中，通過上位機(PC) 21植入和調用；車速轉換單元77是增速器2軸端輸出轉速的單值函數，阻力矩模擬模塊76是檔位比78、檔位比79、實時車速的函數，扭矩傳感器4用于反饋增速器2軸端輸出扭矩是否達到阻力矩模擬模塊76需求力矩，實現內部轉矩閉環控制。變速箱轉速傳感器70和被測電機轉速傳感器73分別測量變速箱8軸端轉速和被測電機9轉子轉速，并反饋給被測整車控制器18，被測換擋執行機構7將實時檔位比反饋給被測整車控制器18，被測整車控制器18此時可以用來驗證換擋策略或測試過程中變速箱8的自動換擋；被測電機溫度傳感器71和被測電機控制器溫度傳感器72分別測量被測電機9定子溫度和被測電機控制器11溫度，并將其值反饋給被測整車控制器18 ;功率分析儀22利用高壓電信號采集模塊12采集的信號、扭矩傳感器4采集信號、轉速信號，用來分析試驗過程中數據；上位機(PC) 21可以通過植入相應的工況數據，使得臺架按照既定工況運行，以此來模擬實車運行下電動汽車動力系統各個部件的工作性能狀況、匹配狀況，也可以通過上位機(PC) 21植入整車控制策略來完成對整車控制策略的驗證。在該試驗模式中，通過阻力矩模擬模塊76實現測試系統和被測系統的轉速閉環控制，通過轉速的函數關系將兩者耦合在一起。
[0055]如圖9所示，本發明實施例的電動汽車多功能性能試驗臺架進行性能測試試驗時的一種測試原理示意圖。在這種測試狀態下，測功電機I處于轉矩控制模式下，試驗中一直處于發電狀態；被測電機9處于轉速控制模式下，試驗過程中一直處于驅動狀態。該測試原理主要用于測試單臺驅動電機性能試驗(如:磨合試驗、空載試驗、溫升試驗、MAP圖測試試驗、最高工作轉速測試、超速試驗、轉速控制模式下穩態和動態性能試驗、耐久性試驗)、電機控制器的效率試驗和輸出特性試驗、電機控制器和電機之間匹配試驗、自動變速器換擋控制策略的驗證、電動汽車動力系統匹配和性能驗證試驗等。測試系統部分通過扭矩傳感器4將實時增速器2軸端扭矩反饋給測功控制單元17，實現扭矩閉環控制，使得輸出扭矩與上位機(PC)21給定目標扭矩相等；測試換擋執行機構3既可以通過測功控制單元17實現自動換擋，也可以采用手動換擋。被測試系統通過被測電機轉速傳感器73將被測電機9轉子轉速反饋給被測整車控制器18，實現轉速閉環控制，使得輸出轉速與上位機(PC) 21給定目標轉速相等；被測換擋執行機構7通過被測整車控制器18實現自動換擋，可用于初步驗證換擋控制策略。試驗中，各個傳感器信號采集、測試和數據采集、分析、保存，均與圖8中所示相同。
[0056]如圖10所示，本發明實施例的電動汽車多功能性能試驗臺架進行性能測試試驗時的另一種測試原理示意圖。在這種測試狀態下，測功電機I處于轉速控制模式下，試驗中一直處于驅動狀態；被測電機9處于轉矩控制模式下，試驗過程中一直處于發電狀態。該測試原理主要用于測試單臺驅動電機制動能量回饋試驗和轉矩模式下穩態和動態性能試驗，同時也可以測試驅動電機在這兩種狀態下，電動汽車動力系統的整體性能。被測試系統部分通過扭矩傳感器4將實時增速器2軸端扭矩反饋給被測整車控制器18，實現扭矩閉環控制，使得輸出扭矩與上位機(PC)21給定目標扭矩相等；換擋執行機構7通過被測整車控制器18實現自動換擋。測試系統通過測功電機轉速傳感器74將測功電機I轉子轉速反饋給測功控制單元17，實現轉速閉環控制，使得輸出轉速與上位機(PC)21給定目標轉速相等；換擋執行機構3既可以通過測功控制單元17實現自動換擋，也可以通過手動換擋。試驗中，各個傳感器信號采集、測試和數據采集、分析、保存，均與圖8中所示相同。
[0057]如圖11所示，本發明實施例的電動汽車多功能性能試驗臺架啟動流程圖。臺架啟動時，先上高壓電，再上低壓電。之后進入漏電檢測狀態，如漏電電流大于規定值，則啟動結束，強制切斷高壓電；如漏電電流小于規定值，進入預充階段。在預充時，如主接觸器兩端壓差大于20V，則預充時失敗，繼續預充；如主接觸器兩端壓差小于20V，則預充完成，各個回路高壓電接通，測試臺架進入待機運行狀態。
[0058]本發明集成電動汽車對動力系統所需要完成的所有基本性能試驗，既能對動力系統的部件(被測電機、被測電機控制器、變速箱、被測整車控制器)進行單獨的性能測試試驗，也能夠對整個動力系統總成進行性能測試試驗，此處包括單臺驅動電機的磨合試驗、空載試驗、溫升試驗、MAP圖測試試驗、最高工作轉速測試、超速試驗、再生能量回饋試驗、動態性能測試試驗、穩態性能測試試驗、耐久性試驗，電機控制器的效率試驗、輸出特性試驗，電機控制器和電機之間性能匹配試驗，自動變速器的換擋控制策略驗證試驗，自動變速器的換擋效率、溫升、噪聲測試試驗，動力系統總成匹配試驗、效率試驗和各個部件之間的匹配效率試驗。除了基本性能試驗外，本試驗臺架還能通過上位機在ECU中植入路面負載模擬模塊，實時模擬車輛路面行駛阻力矩，用于驗證車輛在不同工況下控制策略和不同工況下動力系統總成的運行性能狀況。本試驗臺架測試系統自帶增速器(其具體系統結構和性能與專利CN200910061844.6類似，不同之處在于專利CN200910061844.6直接用于車輛的動力系統，而本系統為測試用)增大了測試對象的轉速和轉矩的適應范圍；試驗臺架線控和CAN控兩種方式并存，增廣了適應性和增加了可靠性；自帶逆變器，其瞬時放電功率較大，使得臺架能夠長時間運行；試驗臺架的整體安裝簡便，對場地要求較低，被測部件的安裝也方便簡單。
[0059]以上實施例僅用于說明本發明的計算思想和特點，其目的在于使本領域內的技術人員能夠了解本發明的內容并據以實施，本發明的保護范圍不限于上述實施例。所以，凡依據本發明所揭示的原理、設計思路所作的等同變化或修飾，均在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種電動汽車多功能性能試驗臺架，其特征在于:它包括測試系統、被測系統、臺架支撐結構、控制系統、數據采集系統和電氣系統；其中 測試系統包括依次連接的測功電機、增速器、第一法蘭盤、扭矩傳感器、第二法蘭盤、軸承座、第三法蘭盤和擾性聯軸器，增速器上集成了測試換檔執行機構；被測系統包括相互連接的變速箱和被測電機，變速箱上集成了被測換檔執行機構；變速箱與擾性聯軸器連接； 臺架支撐結構包括底座，底座由可升降的支撐墊塊支撐，底座上設有測試系統支撐部分和被測系統支撐部分；其中測試系統支撐部分包括支撐架和第一支撐焊合，支撐架底部通過滑塊與底座滑動連接，支撐架用于支撐從左到右依次連接的測功電機、增速器、第一法蘭盤、扭矩傳感器、第二法蘭盤、軸承座、第三法蘭盤和擾性聯軸器，測功電機的左側底部通過第一支撐焊合固定在支撐架上，測試系統支撐部分外部設有防護罩，只露出擾性聯軸器的右端口 ；被測系統支撐部分設置在測試系統支撐部分的右邊，包括升降支撐塊總成和第二支撐焊合，均通過滑塊與底座滑動連接，滑動方向與支撐架一致； 控制系統包括測功電機控制器、測功控制單元、被測電機控制器和被測整車控制器，其中測功控制單元通過測功電機控制器控制測功電機，被測整車控制器通過被測電機控制器控制被測電機，測功控制單元還用于控制測試換檔執行機構，被測整車控制器還用于控制被測換檔執行機構； 數據采集系統用于采集試驗所需的所有參數并反饋給控制系統中相應的部分； 電氣系統用于給以上系統進行供電，包括低壓供電電路和高壓供電電路。
2.根據權利要求1所述的電動汽車多功能性能試驗臺架，其特征在于:它還包括上位機，分別與測功控制單元和被測整車控制器連接。
3.根據權利要求1所述的電動汽車多功能性能試驗臺架，其特征在于:它還包括2套冷卻系統，I套用于測試系統的冷卻，由測功控制單元控制，另I套用于被測系統的冷卻，由被測整車控制器控制。
4.根據權利要求1所述的電動汽車多功能性能試驗臺架，其特征在于:所述的數據采集系統還包括功率分析儀，用于對被測電機、被測電機控制器和變速箱進行動力輸出特性、匹配進行分析。
5.根據權利要求1所述的電動汽車多功能性能試驗臺架，其特征在于:所述的底座為一個由底板、墊板、橫襯和縱襯構成的矩形盒體，其中墊板與所述的支撐墊塊連接，縱襯上開有通視孔，底板上設有截面為“凸”形的開槽，開槽與所述的滑塊匹配。
6.根據權利要求1所述的電動汽車多功能性能試驗臺架，其特征在于:所述的升降支撐塊總成由上固定圈、螺桿、支撐滑塊、左側壁、下固定圈、底塊、上蓋、右側壁和支撐柱組成； 其中底塊、左側壁、右側壁和上蓋構成一個框形結構；下固定圈固定在底塊上，上固定圈固定在上蓋上，螺桿兩端分別通過上下固定圈限位，并且螺桿頂部有一段外露在上蓋之外并固定有調節螺母；支撐滑塊套在螺桿上并通過螺紋與螺桿連接，固定滑塊通過螺栓與支撐滑塊固定，支撐柱設置在固定滑塊和支撐滑塊之間，支撐柱兩端分別固定在底塊和上蓋上，支撐滑塊和固定滑塊對應的設有用于固定被測部件的變直徑的通孔，用于與被測試部件連接；底塊通過滑塊與底板滑動連接。
【文檔編號】G01M17/007GK104236919SQ201410453581
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】吳森, 黃斌, 龍成冰, 付翔, 劉帥, 王紅雷, 王玉剛 申請人:武漢理工大學