用于測試機動車的能電驅動的車橋模塊的測試臺和模塊化系統的制作方法

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的用于測試機動車的能電驅動的車橋模塊的測試臺和相應的模塊化系統。

背景技術：

1、用于測試機動車傳動裝置的傳動裝置測試臺或用于測試完整的機動車驅動系的驅動系測試臺由現有技術已知。例如，這些測試臺可以用于質量控制，以便通過一系列的加載試驗提前識別驅動系中的故障。典型的故障例如由于有間隙的構件、例如齒輪、同步環、同步體、多片離合器盤和軸而產生，這些構件會偏轉并且被激勵而發生振動。在這種質量控制的范圍內，通常還測試聲學特性和切換質量。但是，這種測試臺也用于機動車驅動系的開發和持續改進。

2、在該情況下，de?43?28?537?c2描述了一種傳動裝置測試臺，其具有用作驅動馬達的第一伺服馬達和用作制動馬達的第二伺服馬達。驅動馬達通過離合器與待測試的機動車傳動裝置的驅動軸連接，并且此外在其轉速方面通過pc控制，從而可以模擬任意的轉速變化曲線。制動馬達通過另外的離合器與待測試的機動車傳動裝置的輸出軸連接。制動馬達的轉速也通過pc控制。由pc模擬的轉速變化曲線是在實際的駕駛嘗試中測量的轉速變化曲線。因此，在安裝到機動車中之前，可以根據de?43?28?537?c2對機動車傳動裝置進行測試。

3、de?103?28?461?a1公開了一種車輛測試臺，其具有用于機動車的每個可驅動的車輪的加載機器。在此，加載機器直接例如通過車輪栓或間接例如通過皮帶傳動裝置與機動車車輪的輪輞連接，從而加載機器可以對驅動系進行驅動和制動。de?103?28?461?a1的車輛測試臺還包括框架結構，通過該框架結構，機動車和加載機器可以被升高并且相互取向。在測試過程期間，機動車完全通過框架結構保持，從而車輪不與地面接觸。

4、然而，已知的機動車測試臺由于多種原因而具有以下缺點：一方面，機動車測試臺是比較大的并且因此需要比較大的放置面積。另一方面，機動車測試臺具有不理想的從加載馬達到測試臺的基座的力流。

技術實現思路

1、本發明的任務是，提出一種改進的用于測試機動車的能電驅動的車橋模塊的測試臺。

2、根據本發明，該任務通過根據權利要求1的用于測試機動車的能電驅動的車橋模塊的測試臺解決。有利的設計方案由從屬權利要求產生。

3、本發明涉及用于測試機動車的能電驅動的車橋模塊的測試臺，其包括至少一個第一加載馬達和第二加載馬達以及具有用于容納車橋模塊的測試件容納部的測試臺基座，其中，第一加載馬達的第一馬達軸能不經變速地與車橋模塊的第一輸出軸連接，并且第二加載馬達的第二馬達軸能不經變速地與車橋模塊的第二輸出軸連接，并且其中，第一加載馬達和第二加載馬達分別構造為具有至少十二個磁極對的永磁激勵同步馬達。

4、根據本發明的測試臺的特征在于，第一加載馬達以能向車橋模塊移近的方式布置在測試臺基座上的第一滑座上，并且第二加載馬達以能向車橋模塊移近的方式布置在測試臺基座上的第二滑座上。

5、因此，本發明描述了適用于測試機動車的電驅動的車橋模塊的測試臺，車橋模塊通常除了驅動馬達以外還包括傳動裝置和兩個車輪軸。

6、根據本發明的測試臺包括至少一個第一加載馬達和第二加載馬達，它們構造為電動馬達、即具有至少十二個磁極對的永磁激勵同步馬達。

7、電動馬達本身通常已經是結構比較緊湊的，尤其與內燃機相比具有較寬的轉速范圍，并且在較寬的轉速范圍內有利地具有其最大轉矩。

8、所描述的具有至少十二個磁極對的永磁激勵同步馬達尤其也作為所謂的同步轉矩馬達已知。由此產生以下優點，即加載馬達被構造成特別緊湊的并且尤其是軸向很短且轉動緩慢的，但在此可以提供高的轉矩。例如，第一和第二加載馬達可以提供最高3000轉/分鐘的轉速。

9、每個加載馬達分別包括馬達殼體，其封裝加載馬達。例如，馬達殼體柱體式構造。

10、馬達殼體也可以具有水冷卻部。

11、有利地，給每個加載馬達配屬自身的逆變器。例如，逆變器構造為三相的。

12、第一加載馬達具有第一馬達軸，并且第二加載馬達具有第二馬達軸，其中，第一加載馬達的第一馬達軸能與待測試的車橋模塊的第一輸出軸連接，并且第二加載馬達的第二馬達軸也能與車橋模塊的第二輸出軸連接。在此，連接構造為抗相對轉動且不經變速的傳動連接。

13、在本發明的意義內的不經變速的連接理解為沒有接在中間的變速級或變速器的連接，因此沒有發生轉速改變。因此，根據本發明的測試臺有利地構造為沒有用于降低馬達轉速的比較貴的變速器或相應的變速級，這明顯降低了所需的結構空間和制造成本。

14、通過根據本發明取消用于降低第一和第二加載馬達的轉速的變速器，除了省略變速器以外，還省略否則存在的用于連接第一和第二加載馬達所需的連接器件、例如相應的離合器。此外，不必提供用于覆蓋快速轉動的連接器件的機械保護措施。

15、取消變速器的另外的優點是，不需要用于轉速適配或轉矩適配的換擋過程，并且因此可以在沒有換擋中斷的情況下進行車橋模塊的不間斷且連續的加載。

16、因為類似的測試臺的變速器通常是氣動或液壓換擋的，所以也可以有利地取消相應的氣動或液壓裝置。

17、在本發明的意義中，傳動連接理解為用于傳輸機械功率的機械連接。機械連接可以是直接的，或例如也可以包括中間軸。

18、車橋模塊的第一輸出軸和第二輸出軸通常是車橋模塊的第一車輪軸和第二車輪軸，它們在車橋模塊的運行中通過車橋模塊的傳動裝置由車橋模塊的驅動馬達以轉矩和轉速來加負載。

19、通過第一輸出軸與第一馬達軸和第二輸出軸與第二馬達軸的傳動連接，由第一和第二加載馬達產生的轉矩和轉速也可以被導入車橋模塊中，車橋模塊因此也可以以這些轉矩和轉速被加負載、即加載。轉矩和轉速一起相應地表示機械功率，車橋模塊以該機械功率相應被加載。

20、測試臺還包括帶有用于容納車橋模塊的測試件容納部的測試臺基座。車橋模塊可以通過測試件容納部布置在測試臺上，并且因此經歷測試過程。

21、在此，測試臺基座是其上布置有測試臺的所有其他的組成部分的元件。因此，測試臺基座將測試臺的所有其他的組成部分相互布置，并且將其保持在預設位置中。因此，測試臺基座至少在傳輸的意義中表示布置有測試臺的其他的組成部分的一種架子或框架。

22、測試臺基座有利地至少部分由特別堅固的材料、例如礦物鑄件，尤其是具有金屬骨架結構的礦物鑄件構成。由于第一和第二加載馬達的緊湊的結構形式并且取消變速器，測試臺基座尤其也可以明顯更小地構造，這在該情況下又導致明顯的成本節約。

23、根據本發明現在設置的是，第一加載馬達以能向車橋模塊移近的方式布置在測試臺基座上的第一滑座上，并且第二加載馬達以能向車橋模塊移近的方式布置在測試臺基座上的第二滑座上。

24、因此，第一加載馬達布置在第一滑座上，并且第二加載馬達布置在第二滑座上。第一和第二滑座在此分別可運動地布置在測試臺基座上、例如軌道上，從而它們可以根據需要移動到車橋模塊上，即可以向車橋模塊移近或移動離開車橋模塊。因此，從第一馬達軸到第一輸出軸的傳動連接可以以簡單方式被建立并且再次松開，或者從第二馬達軸到第二輸出軸的傳動連接可以被建立并且再次松開。因此，車橋模塊在測試臺上的安裝也明顯得到簡化。

25、根據本發明的優選的實施方式設置的是，測試臺還包括驅動馬達，其中，驅動馬達的驅動馬達軸能與車橋模塊的輸入軸連接。由此產生以下優點，即在該情況下，車橋模塊沒有被自身的、專門配屬于車橋模塊的驅動馬達驅動，而是替代地，配屬于測試臺的和與測試臺基座連接的驅動馬達用于測試車橋模塊，這通常允許比較廣泛的和更密集的測試。

26、驅動馬達有利地以與第一和第二加載馬達類似的方式布置在第三滑座上。第三滑座也可以向車橋模塊移近，其方法例如是，第三滑座可移動地布置在軌道上。

27、驅動馬達也有利地構造為所謂的同步轉矩馬達，其具有至少十二個磁極對。優選地，同樣給驅動馬達配屬三相逆變器。

28、驅動馬達的馬達軸優選可以抗相對轉動且不經變速地與車橋模塊的輸入軸連接。

29、根據本發明的另外的優選的實施方式設置的是，第一滑座構造為第一緊固角件，并且第二滑座構造為第二緊固角件。緊固角件在此理解為具有基本上兩個相互垂直的面、即彼此正交的面的構件，其第一面用于例如通過馬達容納部容納相應的加載馬達，其第二面用于例如通過軌道可移動地布置在測試臺基座上。

30、第一和第二緊固角件有利地由鋼制成。除了跨越同名的角件的兩個面以外，第一和第二緊固角件還可以具有附加的加固支柱，其將第一和第二面相互連接并且因此附加地加固第一和第二面。

31、根據本發明的另外的優選的實施方式設置的是，第一加載馬達被布置成以端側貼靠到第一滑座的馬達容納部上，并且第二加載馬達被布置成以端側貼靠到第二滑座的馬達容納部上。第一和第二滑座為此具有第一馬達容納部或第二馬達容納部。

32、由此產生第一加載馬達和第二加載馬達在各自的滑座上的比較大的貼靠面。這反過來也導致比較高的剛度，從而可以在測試運行期間，在加載馬達的區域中有效地防止振動的發生。通過加載馬達的這種接駁還產生以下優點，即所產生的轉矩或所產生的力可以被導入第一或第二滑座中，并且從那里導入測試臺基座中。因此存在明確的力流。第一和第二加載馬達的端側優選是加載馬達的所謂的a側，第一和第二加載馬達利用該端側接駁至基架。

33、優選地，第一和第二馬達容納部分別是法蘭連接部。法蘭連接部的第一部分在此表示各自的加載馬達的端側或各自的加載馬達的殼體的端側，并且法蘭連接部的第二部分表示各自的滑座上的相應的馬達容納部。

34、通過經由法蘭連接部將第一和第二加載馬達布置在測試臺基座上的可能性，根據本發明的測試臺此外可以比較簡單地針對不同的加載強度被改裝，其方法是，將更高或更低的功率等級的加載馬達布置在基架上。有利地，不同的功率等級的所有加載馬達具有統一的法蘭接口。

35、根據本發明的另外的優選的實施方式設置的是，測試臺針對第一加載馬達和/或針對第二加載馬達和/或針對驅動馬達包括用于豎直調節的模塊。在此，用于豎直調節的模塊有利地允許第一或第二加載馬達或驅動馬達的豎直調節，以便將這些馬達豎直地朝車橋模塊或車橋模塊的各自的輸出軸取向，并且因此能夠建立從第一或第二加載馬達或驅動馬達到車橋模塊的傳動連接。

36、通過使用用于豎直調節的模塊，第一或第二加載馬達或驅動馬達可以有利地以簡單方式并且尤其無級地豎直調節。因此尤其地，不需要將第一或第二加載馬達或驅動馬達從馬達容納部上松開并且隨后根據需要使其豎直偏移，例如通過其他的相應偏移的螺紋連接又布置在馬達容納部上。

37、根據本發明的特別優選的實施方式設置的是，用于豎直調節的模塊包括第一板和第二板，其中，第一板和第二板重疊布置，并且其中，第一板與第二板可以相對彼此豎直地調節。

38、例如，第一板具有尤其是法蘭連接的孔圈形式的馬達容納部。例如，用于豎直調節的模塊的第二板可以直接與緊固角件連接，例如也通過法蘭連接部與之連接。

39、用于豎直調節的模塊的第一和第二板此外有利地具有至少一個豎直導軌，第一板可以沿該豎直導軌相對于第二板豎直調節。

40、例如，用于豎直調節的模塊的第一和第二板可以通過螺紋傳動裝置手動調節，或可以自動化地通過執行器相對彼此調節。

41、根據本發明的另外的優選的實施方式設置的是，第一馬達軸通過第一連接軸無離合器且抗相對轉動地與第一輸出軸連接，并且第二馬達軸通過第二連接軸無離合器且抗相對轉動地與第二輸出軸連接。因此，第一連接軸將第一輸出軸與第一馬達軸直接連接，同樣，第二連接軸將第二輸出軸與第二馬達軸直接連接。由于沒有設置離合器，因此從馬達軸到輸出軸的連接是比較短的和進而是抗扭的，這又防止扭轉振動的發生。此外，沒有附加的質量件被引入驅動系中，從而相應地也不會出現相關的不平衡。

42、優選還設置的是，驅動馬達的馬達軸也通過相應的連接軸無離合器且抗相對轉動地與車橋模塊的輸入軸連接。

43、根據本發明的另外的優選的實施方式設置的是，第一馬達軸通過第一轉矩傳感器與第一連接軸抗相對轉動地連接，并且第二馬達軸通過第二轉矩傳感器與第二連接軸抗相對轉動地連接。

44、因此，第一轉矩傳感器或第二轉矩傳感器分別表示如下連接元件，相應的第一馬達軸或第二馬達軸通過連接元件與第一連接軸或第二連接軸抗相對轉動地連接。

45、因此，由加載馬達提供的轉矩完全通過第一或第二轉矩傳感器引導。轉矩傳感器因此完全檢測所提供的轉矩。

46、第一和第二轉矩傳感器優選分別包括一個或多個力敏元件、尤其是一個或多個應變計，其首先檢測作用在力敏元件上的力或作用在多個力敏感元件上的力。通過轉矩傳感器的幾何形狀可以從一個所檢測到的力或多個所檢測到的力來確定分別作用的轉矩。

47、以類似方式，驅動馬達的馬達軸也可以有利地通過轉矩傳感器與驅動馬達的連接軸連接。

48、根據本發明的另外的優選的實施方式設置的是，第一連接軸構造為萬向軸，并且第二連接軸構造為萬向軸。由此產生以下優點，即第一加載馬達不必完全精確地朝第一輸出軸取向，并且相應地第二加載馬達也不必完全精確地朝第二輸出軸取向，這是因為偏移角度在一定的范圍內可以通過各自的萬向軸取向。這簡化并加速車橋模塊在測試臺中的夾緊。

49、以類似的方式，驅動馬達至車橋模塊的輸入軸的連接軸也可以有利地構造為萬向軸。

50、根據本發明的另外的優選的實施方式設置的是，第一馬達軸構造為空心軸，并且第一轉矩傳感器布置在第一加載馬達的背對車橋模塊的端側上，和/或第二馬達軸構造為空心軸，并且第二轉矩傳感器布置在第二加載馬達的背對車橋模塊的端側上。在該情況下，第一連接軸可以被引導穿過構造為空心軸的第一馬達軸，并且在第一加載馬達的b側通過第一轉矩傳感器與第一連接軸抗相對轉動地連接。同樣地，第二連接軸可以被引導穿過構造為空心軸的第二馬達軸，并且在第二加載馬達的b側通過第二轉矩傳感器與第二連接軸抗相對轉動地連接。

51、以類似的方式，驅動馬達的馬達軸也可以有利地構造為空心軸，并且驅動馬達的轉矩傳感器可以布置在驅動馬達的背對車橋模塊的端側上。

52、根據本發明的特別優選的實施方式設置的是，第一轉矩傳感器布置在第一加載馬達的背對測試件的端側上，和/或第二轉矩傳感器布置在第二加載馬達的背對測試件的端側上。這意味著，第一轉矩傳感器布置在第一加載馬達的所謂的b側上，并且第二轉矩傳感器相應布置在第二加載馬達的b側上。

53、優選設置的是，也分別檢測第一加載馬達、第二加載馬達或驅動馬達的轉速，例如通過它們的操控電子器件，尤其是通過它們的逆變器。然后，例如可以從已知的轉速和已知的轉矩確定車橋模塊被加負載的機械功率。

54、本發明還涉及用于簡單建立適配于測試件的測試臺的模塊化系統，其包括分別來自共同的功率等級的至少一個第一加載馬達和第二加載馬達，以及包括分別來自共同的功率等級的至少一個第一逆變器和第二逆變器，其中，至少第一和第二逆變器的共同的功率等級相當于至少第一和第二電動馬達的功率等級。此外，模塊化系統包括第一滑座和第二滑座以及測試臺基座。

55、因此，模塊化系統允許制造根據本發明的測試臺，并且包括根據本發明的測試臺的所有組成部分。此外，模塊化系統必要時包括多個第一和第二加載馬達以及多個第一和第二逆變器，它們分別成對地配屬于某一功率等級。由此，依賴于待測試的車橋模塊或測試件，功率更大或功率更小的加載馬達例如可以布置在測試臺上，并且通過分別適配于加載馬達的功率等級的逆變器來操控。