CN203191204U - 电动汽车的驱动电机与amt一体化集成试验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台，包括能源供给装置，所述能源供给装置连接至一待测试验装置和一功率转换装置，所述功率转换装置连接至一负载模拟装置和所述待测试验装置，所述的能源供给装置、负载模拟装置和待测试验装置均连接至一信号采集与处理装置，所述的能源供给装置、负载模拟装置、待测试验装置以及信号采集与处理装置均连接至一上位机。本实用新型的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台接近AMT变速器的实际工作环境，本实用新型试验结果更加准确。

Description

电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台

技术领域

本实用新型涉及一种驱动电机与AMT一体化试验平台，尤其涉及一种电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台。

背景技术

随着动力电池技术及驱动电机技术的不断发展，电动汽车作为一种接近零排放的车辆在交通领域逐渐广泛应用于人们的日常出行。然而采用先进的动力电池和驱动电机***的电动汽车价格仍然较高，为了降低对动力电池和驱动电机的要求的同时，保证和提高整车的动力性和经济性，电动汽车仍然需要装备多速比的变速传动***，AMT变速器既有手动变速器传动效率高、成本低、结构简单、易于制造的优点，又有自动变速、操纵方便的优点，因此非常适合用于电动汽车。

中国专利文献CN102507179A公开了一种AMT变速器换档试验***，该***包括按照实际车况布置联接的变速器换档试验装置及控制***，控制***按TCU控制器的工作启动顺序产生控制信号，使TCU控制器具有对变速器换档试验装置进行各档位选取控制的工作状态。然而该试验装置只是模拟在实际车况下的离合、选档、换档三动作的重复耐久性检测AMT变速器换档试验***，不能实现AMT工作中与其他***的协调，尤其是不能用于电动汽车中与驱动电机协调工作完成转弯、加速、爬坡、滑行、制动等工况的模拟。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种接近驱动电机与AMT变速器的实际工作环境，使试验结果更加准确的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台，包括能源供给装置，所述能源供给装置连接至一待测试验装置和一功率转换装置，所述功率转换装置连接至一负载模拟装置和所述待测试验装置，所述的能源供给装置、负载模拟装置和待测试验装置均连接至一信号采集与处理装置，所述的能源供给装置、负载模拟装置、待测试验装置以及信号采集与处理装置均连接至一上位机。

较佳地，所述待测试验装置包括驱动电机和AMT变速器，所述AMT变速器连接至所述负载模拟装置，所述驱动电机连接至所述能源供给装置。

较佳地，所述负载模拟装置包括两个负载电机，各所述负载电机均连接至所述AMT变速器和所述功率转换装置。

较佳地，还包括连接所述AMT变速器的差速装置和连接所述差速装置的两个半轴以及连接各所述半轴的负载电机输入轴，各所述负载电机输入轴连接至一所述负载电机。

较佳地，所述负载模拟装置还包括两个飞轮，各所述飞轮安装在相应的负载电机输入轴上。

较佳地，所述负载模拟装置还包括两个飞轮和两个负载电机联动飞轮，各所述负载电机联动飞轮安装在相应的负载电机输入轴上，各所述飞轮连接相应的半轴，且各所述负载电机联动飞轮与一所述飞轮通过皮带联动。

较佳地，还包括一原车传动轴，所述原车传动轴连接在所述差速装置和所述AMT变速器之间。

较佳地，所述能源供给装置是电池模拟器，或所述能源供给装置是相互连接的电池组和电池管理***并且所述电池组连接至所述功率转换装置。

与现有技术相比，本实用新型的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台由于可用于电动汽车中与驱动电机协调工作完成转弯、加速、爬坡、滑行、制动等工况的模拟，非常接近AMT变速器的实际工作环境，试验结果更加准确。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

图1为本实用新型电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台的工作示意图。

图2为本实用新型电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台第一实施例的示意图。

图3为本实用新型电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台第二实施例的示意图。

图4为本实用新型电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台第三实施例的示意图。

图5为本实用新型电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台第四实施例的示意图。

图6为本实用新型电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台第五实施例的示意图。

图7为本实用新型电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台第六实施例的示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

第一实施例：

请参考图1和图2，为本实用新型的第一实施例，所述的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台包括能源供给装置A，所述能源供给装置A连接待测试验装置B和功率转换装置12，所述功率转换装置12连接至负载模拟装置C和所述待测试验装置B；所述的能源供给装置A、负载模拟装置C和待测试验装置B均连接信号采集与处理装置D；所述的能源供给装置A、负载模拟装置C、待测试验装置B以及信号采集与处理装置D均连接至可根据所述待测试验装置B的实际运行情况及负载模拟装置C的负载情况控制所述待测试验装置B及负载模拟装置C以模拟电动汽车匀速直线、转弯、加速、爬坡、滑行、制动和起步工况的一上位机E。所述信号采集与处理装置D可采集能源供给装置A、待测试验装置B和负载模拟装置C的各种必要参数，如电压、电流、转速、温度、扭矩等，并经过处理后通过总线送给上位机E，上位机E根据信号采集和处理装置D所提供参数和输入设定的参数经分析判断后输出控制指令控制能源供给装置A、待测试验装置B和负载模拟装置C的工作状态。

本实施例中，所述能源供给装置A包括按照原型车车况配置和相互连接的电池组11和电池管理***10，用以给试验平台提供试验电源，所述能源供给装置A也可采用等效于原型车电池组11和电池管理***10的电池模拟器代替。所述功率转换装置12连接至所述电池组11。所述待测试验装置B包括驱动电机1和AMT变速器3，所述AMT变速器3连接至所述负载模拟装置C，所述驱动电机1连接至所述能源供给装置A，且同时也连接至所述功率转换装置12，并通过所述功率转换装置12间接连接至所述能源供给装置A，所述的功率转换装置12、待测试验装置B和能源供给装置A形成电功率闭环。所述负载模拟装置C包括左负载电机14、右负载电机8，所述的左负载电机14和右负载电机8用以在试验时模拟汽车传动系的负载，所述的左负载电机14和右负载电机8可独立控制，进而模拟原型车运行过程中可能出现的左右负载不同的工况。所述的左负载电机14和右负载电机8均连接至所述AMT变速器3和所述功率转换装置12，所述的左负载电机14和右负载电机8可发电经所述功率转换装置12反馈给所述能源供给装置A，再由所述能源供给装置A供电给所述的待测试装置B、信号采集与处理装置D以及上位机E，以节能省电，降低消耗，便于试验台长时间运行。所述的左负载电机14和右负载电机8均分别连接有一负载电机输入轴，各负载电机输入轴连接有一半轴5，各半轴5均连接至一差速装置9，所述差速装置9连接至所述AMT变速器3。所述信号采集与处理装置D包括转速传感器、转矩传感器、电流传感器、温度传感器、电压传感器以及具有数据采集和转换功能的板卡以及具有发送和接收数据功能的收发模块，其中转速传感器由用于检测驱动电机1输出轴转速的转速传感器2、用于检测AMT变速器3输出轴转速的转速传感器4、检测右负载电机8转速的转速传感器7和检测左负载电机14转速的转速传感器15组成。所述上位机E用以根据驱动电机1和AMT变速器3实际运行情况及负载情况控制驱动电机1、负载电机8及AMT变速器3。

本实施例的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台的试验方法为在所述上位机E上设定汽车整车参数，所述的驱动电机1、AMT变速器3和所述的左负载电机14和右负载电机8运行并将实际运行情况和实际负载情况通过信号采集与处理装置D反馈给上位机E，上位机E根据驱动电机1和AMT变速器3的实际运行情况及左、右两个负载电机14、8的实际负载情况控制驱动电机1、左、右两个负载电机14、8及AMT变速器3，以模拟电动汽车匀速直线行驶、转弯、加速、爬坡、滑行、制动和起步等工况，进而对AMT变速器3在所述工况下的工作情况进行实验。电动汽车匀速直线行驶、转弯、加速、爬坡、滑行、制动和起步等工况的实验方法分别详述如下：

其中，匀速直线行驶工况的模拟实验方法为：在所述上位机E上设定汽车匀速直线行驶的车速，汽车匀速直线行驶的距离或时间参数，并运行试验，此时上位机E将先通过驱动电机驱动AMT变速器3运转，达到设定车速，然后按照设定的距离和时间参数，通过调节左、右两个负载电机14、8的负载大小和转速来模拟汽车直线行驶工况。

转弯行驶工况的模拟实验方法为：在所述上位机E上设定汽车转弯前车速，汽车转弯半径和弯道长度参数，并运行试验，此时上位机E将通过调节左、右两个负载电机14、8的负载大小和转速来模拟汽车转弯行驶中左右车轮载荷情况和转速差异情况。

加速行驶工况的模拟实验方法为：在所述上位机E上设定加速起始车速，加速目标车速，加速时间或加速度参数，并运行试验，此时上位机E将通过调节驱动电机1的转速和转矩来模拟汽车加速行驶。

爬坡行驶工况的模拟实验方法为：在所述上位机E上设定爬坡前车速、坡道的坡度和坡道的长度参数，并运行试验，此时上位机E将通过调节左、右两个负载电机14、8的负载来模拟汽车爬坡行驶。

滑行工况的模拟实验方法为：在所述上位机E上设定滑行前车速，滑行路面的坡度，坡道的长度，滑行的距离或滑行终止车速参数，并运行试验，此时上位机E将通过调节左、右两个负载电机14、8的负载来模拟汽车滑行行驶中的载荷，并通过控制驱动电机1实现能量回收。

制动工况的模拟实验方法为：在上位机E上设定制动前车速、制动路面的附着系数、制动距离或制动时间参数，并运行试验，此时上位机E将通过调节负载电机的负载来模拟汽车制动，并通过控制驱动电机1实现能量回收。

起步工况的模拟实验方法为：在所述上位机E上设定起步路面附着系数、起步路面的坡度和起步的目标车速参数，并运行试验，此时上位机E将通过调节左、右两个负载电机14、8的负载来模拟汽车起步工况，并通过控制驱动电机1实现起步。

上述各工况的模拟实验方法中输入参数不限于上述参数，试验运行中的控制策略也不限于上述内容，实际测试中可根据需要增减输入参数、改变控制策略和增加控制对象。试验平台中和AMT变速器3匹配的驱动电机1可以是目前能用于电动汽车的所有类型的驱动电机1，通过改变驱动电机1的类型可以验证AMT变速器3是否适用于各类驱动电机，也可帮助开发人员选择最适合AMT变速器3和电动汽车使用的电机类型。试验平台所测试的AMT变速器3可以带有变速器控制单元TCU，也可以没有变速器控制单元TCU。没有变速器控制单元TCU时，由上位机E实现对AMT变速器3的控制，用于研究AMT变速器3在各种工况下的控制策略。有变速器控制单元TCU时，则可以检测和验证变速器控制单元TCU的控制策略。试验平台中将负载模拟装置C连接到被测试验装置的传动装置不限于传动轴、半轴5和差速器，还可根据需要增减传动部件，所述AMT变速器3也可调整为AMT变速器3与主减速器一体化传动装置，AMT变速器3、主减速器和差速器一体化传动装置，驱动电机1、AMT变速器3与主减速器一体化传动装置，驱动电机1、AMT变速器3、主减速器和差速器一体化传动装置，所述驱动电机1可以是与所述AMT变速器3分立的，也可以是集成在一起的。试验中需要用到各种传感器对各主要部件进行扭矩、速度、温度、电流、电压等参数进行检测，可通过所述信号采集与处理装置D，将所检测到的参数进行A/D转换和计算处理，然后通过总线送入上位机。试验平台具有故障自诊断功能，当试验***中的驱动电机1、电池组11、电池管理***10、AMT变速器3、左负载电机14和右负载电机8等某个总成出现故障时，可以自动进行故障报警、故障处理和中止试验，避免造成更加严重的后果。

第二实施例：

请参考图3，为本实用新型的第二实施例，本实施例是在上述第一实施例的基础上增加一个原车传动轴18，所述原车传动轴18连接在所述差速装置9和所述AMT变速器3之间，AMT变速器3输出的动力经原车传动轴18传递到差速装置9，然后经半轴5传递到左、右两个负载电机14、8。

第三实施例：

请参考图4，为本实用新型的第三实施例，本实施例是在上述第一实施例的基础上增加左飞轮13、右飞轮6，左、右两个飞轮13、6分别连接在左、右两个负载电机14、8和所述差速装置9之间，且左、右两个飞轮13、6分别安装在一负载电机输入轴上。左、右两个飞轮13、6用以在试验时模拟经由行驶系输入汽车传动系的整车惯量，左、右两个飞轮13、6用于储能和作为负载，从而降低对左、右负载电机14、8的要求。本实施例中，因为增加了左、右两个飞轮13、6，故根据需要可以为左、右两个飞轮13、6增加制动器，用于模拟需要施加的负载较大的特殊工况，也可以为左、右两个飞轮13、6增加离合器，用以模拟空载等特殊工况。所述的左、右两个飞轮13、6可通过离合器或联轴器直接与相应的负载电机输入轴连接，进而带动左、右两个负载电机14、8运转。

第四实施例：

请参考图5，为本实用新型的第四实施例，本实施例是在上述第三实施例的基础上增加一个原车传动轴18，所述原车传动轴18连接在所述差速装置9和所述AMT变速器3之间，AMT变速器3输出的动力经原车传动轴18传递到差速装置9，然后经半轴5传递到左、右两个负载电机14、8。

第五实施例：

请参考图6，为本实用新型的第五实施例，本实施例是在上述第一实施例的基础上增加一个左负载电机联动飞轮16和一个右负载电机联动飞轮17，并使所述的左飞轮13和右飞轮6分别连接至相应的半轴5，所述左负载电机联动飞轮16连接至所述左负载电机14的输入轴，并与所述左飞轮13通过皮带联动，进而带动左负载电机14运转；所述右负载电机联动飞轮17连接至所述右负载电机8的输入轴，并与所述右飞轮6通过皮带联动，进而带动右负载电机8运转。所述左飞轮13与所述左负载电机联动飞轮16之间的皮带以及所述右飞轮6与所述右负载电机联动飞轮17之间的皮带的传动速比与主传动比相当，主传动比是汽车主减速器的传动比，使左负载电机14和右负载电机8升速至与驱动电机1相当的水平，使左负载电机14和右负载电机8吸收更多功率，皮带传动的速比可调节。

第六实施例：

请参考图7，为本实用新型的第六实施例，本实施例是在上述第五实施例的基础上增加一个原车传动轴18，所述原车传动轴18连接在所述差速装置9和所述AMT变速器3之间，AMT变速器3输出的动力经原车传动轴18传递到差速装置9，然后经半轴5传递到左、右两个飞轮13、6，经过皮带传递到左右两个联动飞轮16、17，最终传递到左、右两个负载电机14、8。

本实用新型的还可以具有其它实施例，在其它实施例中，在能源供给装置A、待测试验装置B、信号采集与处理装置D和上位机E不变的情况下，可以将负载模拟装置C仅设置为一个与AMT变速器3连接的负载电机8；也可以将负载模拟装置C设置为一个负载电机8和一个飞轮6，负载电机8连接飞轮6，飞轮6连接AMT变速器3。

本实用新型的试验平台可通过简单的增减调整而实现功能扩展，可以用于纯电动汽车驱动电机1与AMT变速器3的试验测试，也可通过增加增程器，用于测试增程型电动汽车驱动电机1与AMT变速器3的试验测试，或者增加发动机用于串联混合动力电动汽车驱动电机与AMT变速器3的试验测试。可以假设驱动电机1为已知设备来测试AMT变速器3，也可假设AMT变速器3为已知设备，来测试驱动电机1，也可通过功能扩展，假设驱动电机1和AMT变速器3均已知，来测试增成型纯电动汽车的增程器或串联式混合动力电动汽车的发动机，即可用于性能测试，也可用于***标定。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。

Claims (8)

1.一种电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台，包括能源供给装置，其特征在于：所述能源供给装置连接至一待测试验装置和一功率转换装置，所述功率转换装置连接至一负载模拟装置和所述待测试验装置，所述的能源供给装置、负载模拟装置和待测试验装置均连接至一信号采集与处理装置，所述的能源供给装置、负载模拟装置、待测试验装置以及信号采集与处理装置均连接至一上位机。

2.如权利要求1所述的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台，其特征在于：所述待测试验装置包括驱动电机和AMT变速器，所述AMT变速器连接至所述负载模拟装置，所述驱动电机连接至所述能源供给装置。

3.如权利要求2所述的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台，其特征在于：所述负载模拟装置包括两个负载电机，各所述负载电机均连接至所述AMT变速器和所述功率转换装置。

4.如权利要求3所述的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台，其特征在于：还包括连接所述AMT变速器的差速装置和连接所述差速装置的两个半轴以及连接各所述半轴的负载电机输入轴，各所述负载电机输入轴连接至一所述负载电机。

5.如权利要求4所述的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台，其特征在于：所述负载模拟装置还包括两个飞轮，各所述飞轮安装在相应的负载电机输入轴上。

6.如权利要求4所述的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台，其特征在于：所述负载模拟装置还包括两个飞轮和两个负载电机联动飞轮，各所述负载电机联动飞轮安装在相应的负载电机输入轴上，各所述飞轮连接相应的半轴，且各所述负载电机联动飞轮与一所述飞轮通过皮带联动。

7.如权利要求4至6任一项所述的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台，其特征在于：还包括一原车传动轴，所述原车传动轴连接在所述差速装置和所述AMT变速器之间。

8.如权利要求1所述的电动汽车的驱动电机与AMT一体化集成试验平台，其特征在于：所述能源供给装置是电池模拟器，或所述能源供给装置是相互连接的电池组和电池管理***并且所述电池组连接至所述功率转换装置。

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