一种电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置和方法与流程

本发明涉及电动汽车试验技术领域，尤其涉及一种电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置和方法。

背景技术：

目前，用于电动汽车电驱动系统的测试装置，一般由加载台、驱动电机、电机控制器、应变式扭矩测试仪、功率分析仪、数据采集模块、配电柜、电池组组成。其中加载台为驱动电机提供负载，数据采集模块采集电机驱动系统的速度、电流和转矩信息，实现电机驱动系统的性能测试。

这种装置功能比较单一，仅能完成电机驱动系统在特定负载下的性能测试，无法测试不同复杂路况下的系统性能。汽车行驶路况复杂多变，对电动汽车提出了更高的要求，不同复杂路况下的电机驱动系统性能测试具有重要意义，目前的测试装置并不能实现此功能。

因此急需一种能模拟真实复杂路况下的驱动性能的试验方法。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置和方法，用以解决现有测试装置无法测试不同复杂路况下的系统性能的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置，其特征在于，包括：计算机、运动控制器，加载台、驱动电机、电机控制器、应变式扭矩测试仪、功率分析仪、数据采集模块、配电柜和电池组；其中，

计算机分别与运动控制器、电机控制器和数据采集模块通过CAN总线连接，用于发送控制指令给运动控制器和电机控制器，接收数据采集模块上报的数据，并对数据进行处理和分析；

运动控制器与加载台通过导线连接；运动控制器将计算机发送过来的控制指令转换为负载加载指令并输出给加载台；

加载台、应变式扭矩测试仪、驱动电机依次连接；加载台用于根据接收到的负载加载指令，输出加载扭矩给驱动电机；

电机控制器分别与功率分析仪、驱动电机通过电缆连接；电机控制器用于根据计算机的运行时速指令，通过输出控制电流控制驱动电机的输出扭矩和转速；

应变式扭矩测试仪用于通过扭矩传感器测量驱动电机输出轴的扭矩和转速；

数据采集模块与应变式扭矩测试仪、功率分析仪通过导线连接；用于采集应变式扭矩测试仪和功率分析仪测量的数据并向计算机上报。

所述计算机进一步包括：

路况模拟模块、指令发送模块和数据分析模块；其中，

路况模拟模块用于为电动汽车编制设计不同形式的路况，并针对每一个路况设置模拟扭矩；

指令发送模块用于向运动控制器发送路况模拟控制指令，向电机控制器发送运行时速指令；

数据分析模块用于对接收到的扭矩、转速和功率数据进行分析，判断电机控制器在不同形式的路况下能否输出足够的扭矩以驱动汽车按照运行时速指令运行。

所述加载台、应变式扭矩测试仪、驱动电机依次连接进一步包括：

加载台的输出轴与应变式扭矩测试仪的一端通过联轴器连接，应变式扭矩测试仪的另一端与驱动电机的输出轴通过联轴器连接。

所述路况模拟控制指令包括针对每一个路况的模拟扭矩信息；

所述运行时速指令包括模拟运行时速信息，即速度和扭矩。

所述判断电机控制器在不同形式的路况下能否输出足够的扭矩以驱动汽车按照运行时速指令运行进一步包括：

将转速信息转化为实际运行时速，并与模拟运行时速进行比较；如果实际运行时速能够达到模拟运行时速，则认为电机控制器在该路况下输出的扭矩足够，该扭矩下能驱动汽车按照运行时速指令中的模拟运行时速来运行，否则，则认为电机控制器在该路况下输出的扭矩不足，该扭矩下不能驱动汽车按照运行时速指令中的模拟运行时速来运行。

一种上述电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置上电；

步骤S2、计算机向运动控制器发送路况模拟控制指令，向电机控制器发送运行时速指令；

步骤S3、数据采集模块采集应变式扭矩测试仪和功率分析仪测量的数据并向计算机上报；

步骤S4、计算机对收到的数据进行分析，判断电机驱动系统是否满足不同路况行驶要求；

步骤S5、计算机根据判断结果，调整路况模拟控制指令，再次执行上述步骤，直至电机驱动系统满足不同路况行驶要求。

所述步骤S2进一步包括：

计算机将路况模拟控制指令发送给运动控制器，运动控制器将路况模拟指令转换为负载加载指令并输出给加载台；加载台通过输出轴来输出加载扭矩，加载扭矩经过应变式扭矩测试仪传递到驱动电机的输出轴；

计算机输出运行时速指令至电机控制器，电机控制器根据运行时速指令输出控制电流，以控制驱动电机按照要求的速度和扭矩旋转。

所述步骤S3进一步包括：

功率分析仪测量电机控制器电流电压并将数据发送至数据采集模块；

应变式扭矩测试仪测量驱动电机输出轴的扭矩、转速并将数据发送至数据采集模块。

所述步骤S4进一步包括：

将转速信息转化为实际运行时速，并与模拟运行时速进行比较；

如果实际运行时速能够达到模拟运行时速，则认为电机控制器在该路况下输出的扭矩足够，该扭矩下能驱动汽车按照运行时速指令中的模拟运行时速来运行；

否则，则认为电机控制器在该路况下输出的扭矩不足，该扭矩下不能驱动汽车按照运行时速指令中的模拟运行时速来运行。

本发明有益效果如下：

本发明所述电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置和方法，实现了电机驱动系统在模拟真实复杂路况下的驱动性能测试，解决了传统测试装置测试功能单一的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

本发明的一个具体实施例，公开了一种电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置，如图1所示，所述装置包括：计算机1、运动控制器2，加载台3、驱动电机4、电机控制器5、应变式扭矩测试仪6、功率分析仪7、数据采集模块8、配电柜9、电池组10。

计算机1的通讯端口分别与运动控制器2、电机控制器5和数据采集模块8的通讯端口通过CAN总线连接；计算机用于发送控制指令给运动控制器2和电机控制器5，接收数据采集模块8上报的数据，并对数据进行处理和分析；

运动控制器2的输出端与加载台3的输入端通过导线连接；运动控制器2将计算机1发送过来的控制指令转换为负载加载指令、并输出给加载台3；

加载台3的输出轴与应变式扭矩测试仪的一端通过联轴器连接，应变式扭矩测试仪6的另一端与驱动电机4的输出轴通过联轴器连接；加载台3根据接收到的指令，通过加载台3的输出轴来输出加载扭矩给驱动电机4，该加载扭矩经过应变式扭矩测试仪6传递到驱动电机4的输出轴；所述联轴器为带径向夹紧螺母、夹紧轴套或锥形轴套的联轴器。

电机控制器5输出端分别与功率分析仪7、驱动电机4的输入端通过电缆连接；电机控制器5根据计算机传来的扭矩和速度控制指令，通过输出控制电流控制驱动电机4的输出扭矩和转速；

应变式扭矩测试仪用于通过扭矩传感器测量驱动电机4输出轴的扭矩和转速；所述扭矩传感器采用希蒙斯坦公司的数字式扭矩传感器或模拟式扭矩传感器；功率分析仪用于通过测量电机控制器的电流电压计算其功率；所述功率分析仪采用WT3000高精度功率分析仪。

数据采集模块8的输入端与应变式扭矩测试仪6、功率分析仪7的输出端通过导线连接；用于采集应变式扭矩测试仪6和功率分析仪7测量的数据并向计算机上报；

配电柜9用于为加载台3供电；电池组10用于为电机控制器5及进一步为驱动电机4提供直流供电。

其中，计算机1进一步包括：路况模拟模块、指令发送模块和数据分析模块。

路况模拟模块用于为电动汽车编制设计不同形式的路况，并针对每一个路况设置模拟扭矩，所述路况包括平路行驶、爬坡、下坡、频繁起停、颠簸路面；

指令发送模块用于向运动控制器2和电机控制器5发送控制指令；具体地，计算机1的指令发送模块向运动控制器2发送路况模拟控制指令，以及向电机控制器5发送运行时速指令。其中，路况模拟控制指令包括针对每一个路况的模拟扭矩信息；运行时速指令包括模拟运行时速信息，具体地，包括速度和扭矩。

数据分析模块用于对接收到的数据的存储和分析，所述数据包括扭矩、转速和功率数据；所述数据分析是将数据采集模块上报的转速信息转化为实际运行时速，并与模拟运行时速进行比较；如果实际运行时速能够达到模拟运行时速，则认为电机控制器5在该路况下输出的扭矩足够，该扭矩下能驱动汽车按照计算机1发出的运行时速指令中的模拟运行时速来运行；从而判断电机控制器5在不同形式的路况下能否输出足够的扭矩，以驱动汽车按照指令发送模块发出的运行时速指令中的模拟运行时速来运行。

根据本发明的另一个具体实施例，公开了一种电动汽车电机驱动系统路况模拟试验方法，具体包括以下步骤：

步骤S1、将电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置上电；

所述路况模拟试验装置包括：计算机1、运动控制器2，加载台3、驱动电机4、电机控制器5、应变式扭矩测试仪6、功率分析仪7、数据采集模块8、配电柜9、电池组10。

步骤S2、计算机1将路况模拟控制指令发送给运动控制器2，运动控制器2将路况模拟指令转换为负载加载指令并输出给加载台3；加载台3收到加载指令后，通过输出轴来输出加载扭矩给驱动电机，该加载扭矩经过应变式扭矩测试仪6传递到驱动电机4的输出轴；

其中，不同路况对应不同负载，当平路行驶时，负载为汽车受到的阻力，爬坡和下坡时负载为汽车受到的阻力与汽车重力在路面上的分力之和。

计算机1输出运行时速指令至电机控制器5，电机控制器5根据计算机1的运行时速指令，通过输出控制电流控制驱动电机4的输出扭矩和转速。

步骤S3、数据采集模块8将采集到的数据(包括扭矩和转速)通过总线网络上报至计算机1；具体地，

功率分析仪7测量电机控制器电流电压并将数据发送至数据采集模块8；

应变式扭矩测试仪6测量驱动电机4输出轴的扭矩、转速并将数据发送至数据采集模块8。

步骤S4、计算机1对收到的数据进行分析，判断电机驱动系统是否满足不同路况行驶要求。所述判断的是指将上报的转速转换为实际运行时速，并与模拟运行时速进行比较；如果实际运行时速能够达到模拟运行时速，则判断电机控制器5在不同路况下能够输出足够的扭矩，以驱动汽车按照计算机1发出的汽车运行速度指令运行；如果在各个路况下都达到模拟运行时速，则说明电机控制器能满足不同路况的行驶要求；反之，则不能；

步骤S5、计算机1根据判断结果，调整路况模拟控制指令，再次执行上述步骤，直至电机驱动系统满足不同路况行驶要求，在各个路况下都达到模拟运行时速。

综上所述，本发明实施例提供了一种电动汽车电机驱动系统路况模拟试验装置和方法，实现了电机驱动系统在模拟真实复杂路况下的驱动性能测试，解决传统测试装置测试功能单一的问题。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。