CN102162759A - 一种电动汽车扭矩测试方法和测试*** - Google Patents

一种电动汽车扭矩测试方法和测试*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车扭矩测试方法，将被测电机与测功机连接，利用扭矩转速传感器实时测量被测电机的扭矩、转速，同时利用功率分析仪和示波器实时测量电机的输出功率和输入电流。具有如下特点：采集三相电流和转速；数据代入事先编写程序直接获得的交直轴电流幅值和轨迹；连接功率分析仪，示波器，测功机和计算机直接获取直观的控制效果。利用该测试***能准确快速的测试电动汽车扭矩，指导汽车的ECU精确地对汽车电机进行控制。

Description

一种电动汽车扭矩测试方法和测试***
技术领域
本发明涉及电动汽车控制领域，特别涉及一种测试汽车扭矩的方法以及实现该方法的测试***。
背景技术
目前，人们日益重视环境的保护和能源的有效、合理使用。因此，高效、节能、环保的电动汽车就成为汽车行业的发展趋势。电动汽车可以分为纯电动汽车和混合动力汽车，但它们有共同的特点即需要电动机来驱动行走装置。这样电机的控制精度和可靠性成为了影响整车性能的关键。
通常在测试电机的过程中通过直接观测三相电流，电压和母线来分析和判断控制的效果。这种做法虽然简单直观，但很难给出准确的数据进行分析以利于控制器的完善。最好的办法是能直接测出电机的交直轴电流大小和轨迹，准确的分析电机转速和扭矩的控制精度。但目前市面上还没有现成的功率分析仪能进行相关的测试。
发明内容
本发明的目的是提供电动汽车扭矩测试方法和测试***，利用该测试***能准确快速的测试电动汽车扭矩，指导汽车的ECU精确地对汽车电机进行控制。
本发明为实现其目的而采用的技术方案是：一种电动汽车扭矩测试方法，将被测电机与测功机连接，利用扭矩转速传感器实时测量被测电机的扭矩、转速，同时利用功率分析仪和示波器实时测量电机的输出功率和输入电流，包括以下步骤：
A、启动测功机；
B、控制被测电机按给定扭矩值输出扭矩、同时功率分析仪上显示测量扭矩与给定扭矩的差值；
C、绘制出交直轴电流大小和轨迹图；
D、获取在不同转速下给定扭矩和实际输出扭矩交直轴电流的差值，当该差值为零时停止测试，否则，更新电机控制器软件的交直轴电流表，返回步骤B。
进一步的，上述的一种电动汽车扭矩测试方法中：所述的步骤C中绘制出交直轴电流大小和轨迹图按如下步骤进行：
C1、录入电动汽车驱动电机的相关参数；
C2、将三相电流和转速数据导入程序；
C3、建立交轴电流，直轴电流和定子与转子的相对位置角度的数据矩阵；
C4、通过采集的转速和时间数据计算出定子与转子的相对位置角度；
C5、利用第四步计算出的定子与转子的相对位置角度获得其对应的正弦和余弦值；
C6、通过以上获得的三相电流及定子与转子的相对位置角度及其正弦和余弦值计算旋转坐标轴的交直轴电流；
C7、绘出交直轴电流的轨迹图。
更进一步的，上述的一种电动汽车扭矩测试方法中：所述的步骤C2中，三相电流由示波器测量后转送到上位计算机。所述的示波器测量一相电流，并将电流数据转送到上位计算机上，由上位计算机合成另外两项。
本发明的另一个目的是提供一种电动汽车扭矩测试***，包括测功机与被测电机的输出轴连接，另外还包括扭矩转速传感器、示波器、功率分析仪和上位计算机，所述的扭矩转速传感器设置在测功机与被测电机的输出轴之间，所述的示波器的测试探头接在所述的被测电机供电输入端测量电机的输入电流，所述的功率分析仪的输入端分别与所述的扭矩转速传感器输出端和电机的电源输入端相连，所述的示波器、功率分析仪的输出端接所述的上位计算机。
本发明的测量方法中，电机矢量控制通过静止和旋转坐标变化将三相电变换成两相电，通过控制旋转坐标轴交直电流来实现解耦。本发明通过一种特殊的连结方式综合功率分析仪，示波器的数据还原交直电流大小和轨迹以判断电机扭矩和磁链的控制效果。它具有如下特点：
采集三相电流(如果条件不允许可为单相，另两相电流可以合成)和转速；
数据代入事先编写程序直接获得的交直轴电流幅值和轨迹；
连结功率分析仪，示波器，测功机和计算机直接获取直观的控制效果。
下面通过结合具体实施例与附图对本发明的技术方案进行较为详细的描述。
附图说明
附图1是本发明实施例1***框图。
附图2是本发明实施例1绘制交直轴电流大小和轨迹图的流程图。
图中：1、测功机，2、扭矩转速传感器，3、被测电机，4、功率分析仪，5、示波器，6、上位计算机。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，本实施例是一种对混合动力汽车中的电机进行扭矩测试的测试***，该***包括的装置有：测功机1、扭矩转速传感器2、被测电机3、功率分析仪4、示波器5和上位计算机6，测功机1与被测电机3的输出轴相连接，吸收由被测电机3产生的输出扭矩，扭矩转速传感器2设置在测功机1和被测电机3之间，测量由于被测电机3在向测功机1传递功率和扭矩时的扭矩大小和转速大小，示波器5的测试探头接在被测电机3供电输入端测量电机的输入电流，进行实时电流测量和显示，将将结果输出到上位计算机6，功率分析仪4通过接收扭矩转速传感器2测量的被测电机3在向测功机1传递功率和扭矩时的扭矩大小和转速大小数量计算出被测电机3的实时输出功率，同时测量被测电机3本身的输入功率，该输入功率与设定的功率应当一致，在功率分析仪4上将上述的两个功率进行实时处理，将两个功率数的差进行实时显示，并将测量结果输出到上位计算机6，由上位计算机进行处理，从而获得测试结果。上述***的测试步骤如下：
A、启动测功机；
B、控制被测电机按给定扭矩值输出扭矩、同时功率分析仪上显示测量扭矩与给定扭矩的差值；
C、绘制出交直轴电流大小和轨迹图，该步骤流程如图2所示；
C1、录入电动汽车驱动电机的相关参数；
C2、将三相电流和转速数据导入程序；
C3、建立交轴电流，直轴电流和定子与转子的相对位置角度(wet)的数据矩阵；
C4、通过采集的转速和时间数据计算出wet；
C5、利用第四步计算出的wet获得其对应的正弦和余弦值；
C6、通过以上获得的三相电流及wet及其正弦和余弦值计算旋转坐标轴的交直轴电流；
C7、绘出交直轴电流的轨迹图。
D、获取在不同转速下给定扭矩和实际输出扭矩交直轴电流的差值，当该差值为零时停止测试，否则，更新电机控制器软件的交直轴电流表，返回步骤B。
第一步启动测功机；第二步控制被测电机输出扭矩，同时观测功率分析仪上显示机械扭矩与给定扭矩的差值；第三步启动计算机中上位机测试程序具体算法见图2，绘制出交直轴电流大小和轨迹；第四步获取在不同转速下给定扭矩和实际输出扭矩交直轴电流的差值，更新电机控制软件交直轴电流表。重复第一步直至给定扭矩和实际扭矩偏差为零。
另外，本实施例中：步骤C2中，三相电流由示波器测量后转送到上位计算机。如果不能同时测量三相的电流，也以由示波器测量一相电流，并将电流数据转送到上位计算机上，由上位计算机合成另外两项。

Claims (5)

1.一种电动汽车扭矩测试方法，将被测电机与测功机连接，利用扭矩转速传感器实时测量被测电机的扭矩、转速，同时利用功率分析仪和示波器实时测量电机的输出功率和输入电流，其特征在于：包括以下步骤：
A、启动测功机；
B、控制被测电机按给定扭矩值输出扭矩、同时功率分析仪上显示测量扭矩与给定扭矩的差值；
C、绘制出交直轴电流大小和轨迹图；
D、获取在不同转速下给定扭矩和实际输出扭矩交直轴电流的差值，当该差值为零时停止测试，否则，更新电机控制器软件的交直轴电流表，返回步骤B。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车扭矩测试方法，其特征在于：所述的步骤C中绘制出交直轴电流大小和轨迹图是在上位计算机中按如下步骤进行的：
C1、录入电动汽车驱动电机的相关参数；
C2、将三相电流和转速数据导入程序；
C3、建立交轴电流，直轴电流和定子与转子的相对位置角度的数据矩阵；
C4、通过采集的转速和时间数据计算出定子与转子的相对位置角度；
C5、利用第四步计算出的定子与转子的相对位置角度获得其对应的正弦和余弦值；
C6、通过以上获得的三相电流及定子与转子的相对位置角度及其正弦和余弦值计算旋转坐标轴的交直轴电流；
C7、绘出交直轴电流的轨迹图。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车扭矩测试方法，其特征在于：所述的步骤C2中，三相电流由示波器测量后转送到上位计算机。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车扭矩测试方法，其特征在于：所述的示波器测量一相电流，并将电流数据转送到上位计算机上，由上位计算机合成另外两项。
5.一种电动汽车扭矩测试***，包括测功机与被测电机的输出轴连接，其特征在于：还包括：扭矩转速传感器、示波器、功率分析仪和上位计算机，所述的扭矩转速传感器设置在测功机与被测电机的输出轴之间，所述的示波器的测试探头接在所述的被测电机供电输入端测量电机的输入电流，所述的功率分析仪的输入端分别与所述的扭矩转速传感器输出端和电机的电源输入端相连，所述的示波器、功率分析仪的输出端接所述的上位计算机。
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