本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)試電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性的試驗(yàn)臺(tái)架。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)作為節(jié)能與新能源汽車的核心部件，其可靠性對(duì)電動(dòng)汽車整車性能具有重要的影響。傳統(tǒng)的汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性試驗(yàn)臺(tái)架主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、離合器、傳動(dòng)軸等部件及總成的測(cè)試，其可靠性評(píng)定方法、指標(biāo)及目的與電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性有較大的區(qū)別；其動(dòng)力吸收裝置以電渦流測(cè)功機(jī)為主，無法實(shí)現(xiàn)反拖/借助附加電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)反拖，無法滿足被試驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)工作電壓可變、持續(xù)回饋轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)的要求，而且其運(yùn)行過程中的能量全部靠水帶走，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決上述問題，提出了一種用于測(cè)試電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性的試驗(yàn)臺(tái)架，本實(shí)用新型采用測(cè)試裝置作為負(fù)載模擬裝置對(duì)被試電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行加載，變頻逆變單元可四象限運(yùn)行，電能可直接回饋電網(wǎng)，節(jié)能85％以上，經(jīng)濟(jì)性好；采用高精度雙向電池模擬器單元為驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)提供可控直流電，可模擬電池充放電功能，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)矩能量回饋試驗(yàn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種用于測(cè)試電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性的試驗(yàn)臺(tái)架，包括測(cè)試系統(tǒng)和控制測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行的控制系統(tǒng)；

所述測(cè)試系統(tǒng)包括鑄鐵平臺(tái)、冷卻裝置、測(cè)試裝置、被試裝置和第一聯(lián)軸器；所述測(cè)試裝置和被試裝置相對(duì)應(yīng)的固定在鑄鐵平臺(tái)上并通過第一聯(lián)軸器連接，所述被試裝置上設(shè)有冷卻裝置；

所述控制系統(tǒng)包括測(cè)控單元、信號(hào)采集單元、變頻逆變單元和電池模擬器單元，所述變頻逆變單元與測(cè)試裝置連接，所述信號(hào)采集單元分別與測(cè)試裝置和被試裝置連接，所述測(cè)控單元分別與變頻逆變單元、信號(hào)采集單元和電池模擬器單元連接。

所述測(cè)試裝置包括第一底座、實(shí)驗(yàn)電機(jī)、第二聯(lián)軸器、扭矩測(cè)量?jī)x和輸出法蘭，所述實(shí)驗(yàn)電機(jī)和扭矩測(cè)量?jī)x固定在第一底座上且同軸設(shè)置，所述實(shí)驗(yàn)電機(jī)的尾部設(shè)有編碼器，所述實(shí)驗(yàn)電機(jī)的輸出軸通過第二聯(lián)軸器與扭矩測(cè)量?jī)x的輸入端連接，所述扭矩測(cè)量?jī)x的輸出端固定有輸出法蘭，所述實(shí)驗(yàn)電機(jī)與變頻逆變單元連接，所述扭矩測(cè)量?jī)x與信號(hào)采集單元連接。

所述輸出法蘭的外圓周上設(shè)有徑向設(shè)置的齒槽。

所述輸出法蘭下方設(shè)有鎖軸機(jī)構(gòu)。

所述鎖軸機(jī)構(gòu)包括支架和鎖軸架，所述支架的底端固定在鑄鐵平臺(tái)上，所述支架的頂端固定有鎖軸架，所述鎖軸架呈Y型，與輸出法蘭和第一聯(lián)軸器同軸設(shè)置，所述鎖軸架的兩側(cè)設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)有能夠在通孔內(nèi)移動(dòng)的銷軸，所述銷軸的位置與輸出法蘭上齒槽位置對(duì)應(yīng)。

所述鎖軸機(jī)構(gòu)、第二聯(lián)軸器和扭矩測(cè)量?jī)x外側(cè)設(shè)有防護(hù)罩。

所述被試裝置包括第二底座、高度調(diào)節(jié)螺桿、XY調(diào)整裝置、電機(jī)支架、被試電機(jī)和被試驅(qū)動(dòng)單元，所述第二底座頂面設(shè)有高度調(diào)節(jié)螺桿，所述高度調(diào)節(jié)螺桿的頂部設(shè)有XY調(diào)整裝置，所述XY調(diào)整裝置頂部設(shè)有電機(jī)支架，所述電機(jī)支架上固定有被試電機(jī)，所述被試電機(jī)與被試驅(qū)動(dòng)單元連接，所述被試電機(jī)和被試驅(qū)動(dòng)單元分別與信號(hào)采集單元連接。

所述XY調(diào)整裝置包括固定底板、Y向?qū)к?、Y向絲桿，Y向托板、X向?qū)к墶向絲桿和X向托板，所述固定底板的頂面兩側(cè)平行設(shè)有Y向?qū)к?，所述Y向?qū)к壷虚g設(shè)有與其平行的Y向絲桿，所述Y向?qū)к壍幕瑝K上固定有Y向托板，所述Y向絲桿的絲母上套裝有 Y滑塊，所述Y滑塊固定在Y向托板的底部，所述Y向托板的頂面兩側(cè)平行設(shè)有與Y向?qū)к壌怪钡腦向?qū)к?，所述X向?qū)к壷虚g設(shè)有與其平行的X向絲桿，所述X向?qū)к壍幕瑝K上固定有X向托板，所述X向絲桿的絲母上套裝有X滑塊，所述X滑塊固定在X向托板的底部。

所述鑄鐵平臺(tái)底部設(shè)有彈簧減震器。

本實(shí)用新型的有益效果為：

1、本實(shí)用新型采用測(cè)試裝置作為負(fù)載模擬裝置對(duì)被試電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行加載，變頻逆變單元可四象限運(yùn)行，電能可直接回饋電網(wǎng)，節(jié)能85％以上，經(jīng)濟(jì)性好；采用高精度雙向電池模擬器單元為驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)提供可控直流電，可模擬電池充放電功能，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)矩能量回饋試驗(yàn)；

2、本實(shí)用新型被試電機(jī)中心線可沿XYZ三個(gè)方向調(diào)整，方便聯(lián)軸器的拆卸和測(cè)試裝置的軸心線的對(duì)中，制作簡(jiǎn)便，使用安全性能高，提高了對(duì)中速度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型部件連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型正視圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型鎖軸機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)用新型鎖軸機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)放大示意圖；

圖8是本實(shí)用新型被試裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實(shí)用新型扭矩矯正裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本實(shí)用新型XY調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、測(cè)試系統(tǒng)，2、控制系統(tǒng)，3、測(cè)試裝置，4、第一聯(lián)軸器，5、被試裝置，6、冷卻裝置，7、電池模擬器單元，8、測(cè)控單元，9、信號(hào)采集單元，10、變頻逆變單元，11、鑄鐵平臺(tái)，12、彈簧減震器，13、第一力矩桿，14、力矩盤，15、第二力矩桿，16、吊桿， 17、砝碼，31、編碼器，32、實(shí)驗(yàn)電機(jī)，33、第二聯(lián)軸器，34、扭矩測(cè)量?jī)x，35、輸出法蘭， 36、第一底座，37、鎖軸機(jī)構(gòu)，371、支架，372、鎖軸架，373、銷軸，51、第二底座，52、高度調(diào)節(jié)螺桿，53、XY調(diào)整裝置，531、固定底板，532、Y向?qū)к墸?33、Y向托板，534、 Y向絲桿，535、X滑塊，536、X向絲桿，537、X向托板，54、電機(jī)支架，55、被試電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1-4所示，一種用于測(cè)試電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性的試驗(yàn)臺(tái)架，包括測(cè)試系統(tǒng)1 和控制測(cè)試系統(tǒng)1運(yùn)行的控制系統(tǒng)2；

所述測(cè)試系統(tǒng)1包括鑄鐵平臺(tái)11、冷卻裝置6、測(cè)試裝置3、被試裝置5和第一聯(lián)軸器4；所述測(cè)試裝置3和被試裝置5相對(duì)應(yīng)的固定在鑄鐵平臺(tái)11上并通過第一聯(lián)軸器4連接，所述被試裝置5上設(shè)有冷卻裝置6；

所述控制系統(tǒng)2包括測(cè)控單元8、信號(hào)采集單元9、變頻逆變單元10和電池模擬器單元 7，所述變頻逆變單元10與測(cè)試裝置3連接，所述信號(hào)采集單元分別與測(cè)試裝置3和被試裝置5連接，所述測(cè)控單元8分別與變頻逆變單元10、信號(hào)采集單元和電池模擬器單元7 連接。以測(cè)試裝置3為動(dòng)態(tài)負(fù)載模擬裝置，以高精度電池模擬單元作為被試電機(jī)55供電，以測(cè)控系統(tǒng)為整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架的控制核心，主要用于電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)，其中：

如圖5所示，所述測(cè)試裝置3包括第一底座36、實(shí)驗(yàn)電機(jī)32、第二聯(lián)軸器33、扭矩測(cè)量?jī)x34和輸出法蘭35，所述實(shí)驗(yàn)電機(jī)32和扭矩測(cè)量?jī)x34固定在第一底座36上且同軸設(shè)置，所述實(shí)驗(yàn)電機(jī)32的尾部設(shè)有編碼器31，所述實(shí)驗(yàn)電機(jī)32的輸出軸通過第二聯(lián)軸器33與扭矩測(cè)量?jī)x34的輸入端連接，所述扭矩測(cè)量?jī)x34的輸出端固定有輸出法蘭35，所述實(shí)驗(yàn)電機(jī) 32與變頻逆變單元10連接，所述扭矩測(cè)量?jī)x34與信號(hào)采集單元9連接。

如圖6所示，所述輸出法蘭35的外圓周上設(shè)有徑向設(shè)置的齒槽。所述輸出法蘭35下方設(shè)有鎖軸機(jī)構(gòu)37。如圖7所示，所述鎖軸機(jī)構(gòu)37包括支架371和鎖軸架372，所述支架371 的底端固定在鑄鐵平臺(tái)11上，所述支架371的頂端固定有鎖軸架372，所述鎖軸架372呈Y 型，與輸出法蘭35和第一聯(lián)軸器4同軸設(shè)置，所述鎖軸架372的兩側(cè)設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)有能夠在通孔內(nèi)移動(dòng)的銷軸373，所述銷軸373的位置與輸出法蘭35上齒槽位置對(duì)應(yīng)。所述鎖軸機(jī)構(gòu)37、第二聯(lián)軸器33和扭矩測(cè)量?jī)x34外側(cè)設(shè)有防護(hù)罩，用于防止高速旋轉(zhuǎn)件的飛出造成事故。

如圖8所示，所述被試裝置5包括第二底座51、高度調(diào)節(jié)螺桿52、XY調(diào)整裝置53、電機(jī)支架54371、被試電機(jī)55和被試驅(qū)動(dòng)單元，所述第二底座51頂面設(shè)有高度調(diào)節(jié)螺桿52，所述高度調(diào)節(jié)螺桿52的頂部設(shè)有XY調(diào)整裝置53，所述XY調(diào)整裝置53頂部設(shè)有電機(jī)支架 54371，所述電機(jī)支架54371上固定有被試電機(jī)55，所述被試電機(jī)55與被試驅(qū)動(dòng)單元連接，所述被試電機(jī)55和被試驅(qū)動(dòng)單元分別與信號(hào)采集單元9連接。

如圖10所示，所述XY調(diào)整裝置53包括固定底板531、Y向?qū)к?32、Y向絲桿534， Y向托板533、X向?qū)к?、X向絲桿536和X向托板537，所述固定底板531的頂面兩側(cè)平行設(shè)有Y向?qū)к?32，所述Y向?qū)к?32中間設(shè)有與其平行的Y向絲桿534，所述Y向?qū)к?32 的滑塊上固定有Y向托板533，所述Y向絲桿534的絲母上套裝有Y滑塊，所述Y滑塊固定在Y向托板533的底部，所述Y向托板533的頂面兩側(cè)平行設(shè)有與Y向?qū)к?32垂直的X 向?qū)к?，所述X向?qū)к壷虚g設(shè)有與其平行的X向絲桿536，所述X向?qū)к壍幕瑝K上固定有X 向托板537，所述X向絲桿536的絲母上套裝有X滑塊535，所述X滑塊535固定在X向托板537的底部。

所述測(cè)控單元8包括測(cè)控主機(jī)和上位機(jī)(圖中為標(biāo)出)，用于整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架的控制。

所述變頻逆變單元10配置有濾波模塊、整流模塊、逆變模塊，與測(cè)試裝置3之間通過高屏蔽動(dòng)力信號(hào)電纜連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試裝置3的驅(qū)動(dòng)及信號(hào)的傳輸，本申請(qǐng)中使用ABB 800系列或西門子Sinamics S120均可滿足使用要求。

所述電池模擬器單元7用于被試電機(jī)55電流、電壓供給，本申請(qǐng)中采用山東沃森EVWB 系類雙向直流電源。

所述信號(hào)采集單元9通過立柱固定在鑄鐵平臺(tái)11上，用于對(duì)測(cè)試裝置3、被試裝置5的信號(hào)采集，主要有低溫信號(hào)，采用Pt100熱電阻溫度傳感器，高溫信號(hào)，采用K分度熱電偶，壓力信號(hào)，采用德國(guó)BD壓力變送器。

所述鑄鐵平臺(tái)11底部設(shè)有彈簧減震器12，保證臺(tái)架運(yùn)行固有頻率低于5Hz。

一種用于測(cè)試電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)可靠性的試驗(yàn)臺(tái)架的測(cè)試方法如下：

第一步：扭矩校正。

如圖9所示，扭矩校正裝置包括力矩盤14、第一力矩桿13、第二力矩桿15、吊桿16和砝碼17，所述力矩盤14的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有第一力矩桿13和第二力矩桿15，所述第一力矩桿 13和第二力矩桿15的末端分別鉸接設(shè)有一個(gè)吊桿16，所述吊桿16上設(shè)有能夠取下的砝碼 17。

扭矩校正時(shí)將鎖軸機(jī)構(gòu)37的銷軸373由兩邊向中心插入，使銷軸373恰好卡入到輸出法蘭35上的齒槽內(nèi)，然后將扭矩校正裝置的力矩盤14固定在輸出法蘭35的端面上，與輸出法蘭35同軸，使用螺栓固定，采用游標(biāo)卡尺測(cè)量扭矩校正裝置兩側(cè)力矩桿的高度，高度偏差不超過1mm，保證扭矩校正裝置水平；扭矩校正裝置兩側(cè)掛砝碼17托盤并穩(wěn)定之后，配合臺(tái)架測(cè)控系統(tǒng)，校正扭矩儀零位；砝碼17托盤一側(cè)掛滿砝碼17后，配合測(cè)控系統(tǒng)，校正扭矩儀正向滿量程并記錄，同法，校正扭矩儀反向滿量程并記錄。

第二步：臺(tái)架對(duì)中。

調(diào)整被試裝置5的高度調(diào)節(jié)螺桿52來實(shí)現(xiàn)被試電機(jī)55Z向高度(中心高)的調(diào)節(jié)，Z向投影面上對(duì)中誤差不超過0.05mm，分別調(diào)節(jié)X向絲桿536和Y向絲桿534調(diào)整被試電機(jī)55 的前后左右位置，調(diào)節(jié)完畢后固定。

第三步：測(cè)試。

被試驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)分別在額定電壓、最高工作電壓、最低工作電壓以及相應(yīng)的工作轉(zhuǎn)速狀態(tài)，測(cè)試裝置3按照額定轉(zhuǎn)矩TN→峰值轉(zhuǎn)矩TPP→額定回饋轉(zhuǎn)矩-TN→額定轉(zhuǎn)矩TN的工作循環(huán)加載，每個(gè)工作循環(huán)30s，整個(gè)可靠性試驗(yàn)循環(huán)402h。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。