電機測試用電機對拖平臺及其複合電源系統的製作方法
2023-09-23 07:26:50 1
電機測試用電機對拖平臺及其複合電源系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及電機測試用電機對拖平臺及其複合電源系統，電機測試用電機對拖平臺包括監控系統和試驗臺架，該試驗臺架上設有被測電機、被測電機控制器、負載電機、負載電機控制器，還包括複合電源系統，該複合電源系統包括第一母線和第二母線，所述被測電機控制器連接第一母線，負載電機連接第二母線；本發明複合能源電源系統在保證供電的情況下，更真實的模擬整車高壓電源系統電壓平臺，通過上位機的控制，實現電池升壓向超級電容充電的可控能量流動，從而可以使試驗臺架的電容端輸出電壓平臺在一個寬變化範圍，更加接近實車電源系統。
【專利說明】電機測試用電機對拖平臺及其複合電源系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機測試用電機對拖平臺及其複合電源系統。
【背景技術】
[0002]在新能源汽車中，能源系統、電驅動系統、整車控制系統是其三大核心技術，而驅動系統的檢測方案尤為重要。目前的電機系統測試方案，針對整車電機系統測試往往需要藉助於電機對拖來實現測試目的，而目前的電機對拖試驗存在一定的不足:1、電機特性是不同電壓下的外特性，由於電壓平臺單一，同一種電機對拖無法準確測試電機的特性；2、大功率測功機的成本往往很高；3、大功率穩壓電源測試往往難於貼近實車工況，各類參數需要實車進行校準。
[0003]申請號為201310045696.5、名稱為「用於電機測試的電機對拖平臺」的中國專利申請公開了一種電機對拖平臺，包括上位機、被測電機、負載電機、聯軸器和兩個電機控制系統，適用於小型電機測試對拖平臺，但是該電機對拖平臺的電壓平臺單一，難於貼近實車供電情況，造成同一種電機對拖無法準確測試電機特性的問題。
【發明內容】
[0004]發明的目的是提供一種電機測試用電機對拖平臺及其電源系統，以解決現有電機對拖平臺的電壓平臺單一，造成同一種電機對拖無法準確測試電機特性的問題。
[0005]為實現發明目的，本發明的電機測試用電機對拖平臺，包括監控系統和試驗臺架，該試驗臺架上設有被測電機、被測電機控制器、負載電機、負載電機控制器，還包括複合電源系統，該複合電源系統包括第一母線和第二母線，所述被測電機控制器連接第一母線，負載電機連接第二母線。
[0006]所述第一母線連接有超級電容及CMS，所述第二母線連接有電池及BMS，所述第一母線與第二母線之間連接有用於超級電容與電池能量轉換的複合能源管理單元。
[0007]所述第二母線、第一母線上分別串接有第一接觸器、第二接觸器，該第一、第二接觸器由所述監控系統控制。
[0008]所述複合電源系統還包括交流充電切換電路，用於通過複合能源管理單元向電池充電。
[0009]所述超級電容供電單元的輸出端通過放電接觸器連接有放電迴路，所述放電接觸器由所述監控系統控制。
[0010]所述複合電源系統還包括低壓供電模塊，該低壓供電模塊分別與所述BMS、CMS、監控系統和複合能源管理單元相連。
[0011]本發明的電機測試用電機對拖平臺的複合電源系統技術方案如下:包括超級電容及CMS、電池及BMS和用於超級電容與電池能量轉換的複合能源管理單元，該複合能源管理單元與所述超級電容及CMS、電池及BMS之間分別通過第一母線、第二母線連接，所述第一母線用於連接被測電機控制器，所述第二母線用於連接負載電機。[0012]所述第二母線、第一母線上分別串接有第一接觸器、第二接觸器；超級電容供電單元的輸出端通過放電接觸器連接有放電迴路。
[0013]還包括用於通過複合能源管理單元向電池充電的交流充電切換電路和低壓供電模塊，該低壓供電模塊分別與所述BMS、CMS、監控系統和複合能源管理單元相連。
[0014]所述低壓供電模塊為一高壓轉低壓模塊，取超級電容高壓電轉換為低壓電。
[0015]本發明的電機測試用電機對拖平臺及其複合電源系統中，被測電機控制器連接第一母線，負載電機連接第二母線，實現了被測電機的電壓平臺的一個寬變化範圍，更加接近實車電源系統，且不要求必須是同種電機來測試，可實現不同種電機間的測試。
[0016]寬電壓平臺是通過超級電容的寬工作電壓平臺實現的，複合電源系統中的電池用來滿足超級電容能夠持續維持其工作電壓，上位機依據超級電容放電功率對複合能源電源系統的功率進行控制，可以保證電容端有一個相對較為穩定的電壓輸出平臺，並且因其寬電壓輸出範圍，其穩定電壓輸出能夠在一個很大範圍內實現穩定輸出、滿足不同電機間的對拖試驗。通過上位機對複合能源電源系統的功率控制，可以保證電容端輸出一個電機對託試驗所需求的電壓輸出曲線。
[0017]當電池中存儲的電能小於一定值時，複合能源電源系統可以通過外接380V電源來對電池進行充電，避免了直流充電機的設置。
[0018]在實驗過程中，若超級電容有過充跡象，卻又不能斷掉電源影響試驗，此時可以閉合放電迴路接觸器，去消耗多餘的電能，穩定電源，而不至於中斷試驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明電機測試用電機對拖平臺實施例的原理框圖；
圖2是現有複合能源管理單元電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]一、電機測試用電機對拖平臺的複合電源系統
如圖1所示，電機測試用電機對拖平臺的電源系統為複合能源電源系統，該複合能源電源系統包括電池及BMS、複合能源管理單元、超級電容及CMS、低壓供電模塊、交流充電切換電路和放電迴路，複合能源管理單元分別與超級電容供電單元、電池供電單元通過第一母線、第二母線連接，第一母線、第二母線上分別串接有第二接觸器K2、第一接觸器K1，被測電機控制器2連接第一母線，負載電機控制器I連接第二母線；低壓供電模塊為一高壓轉低壓模塊，取超級電容高壓電轉換為24V低壓電供電，低壓供電模塊分別與BMS、CMS、上位機和複合能源管理單元相連。超級電容及CMS的輸出端通過放電接觸器K連接有放電迴路，接觸器K、Kl、K2均由上位機控制。交流充電切換電路用於通過複合能源管理單元向電池充電。
[0021]複合能源管理單元用於電池與超級電容之間的能量轉換是現有器件，在申請號201210368654.0的中國專利申請中公開，其結構如圖2所示，該複合能源管理單元包括雙向半橋DC/DC變換器及其控制單元，該複合能源管理單元的輸出端連接超級電容及CMS，電池及CMS連接複合能源管理單元的輸入端，通過控制雙向DC/DC的電能轉換功率，使得電池往超級電容轉化的電量與試驗消耗的電量相等，從而實現穩壓輸出；寬電壓平臺是通過超級電容的寬工作電壓平臺實現的，電池用來滿足超級電容能夠持續維持其工作電壓。圖2所示電路原理圖中，I表示主儲能單元,2表示輔助儲能單元,3表示雙向半橋DC/DC變換器，4表示開關，5表示整流模塊、6表示控制單元，7表示充電接口，圖中虛線框表示供電電機控制器。
[0022]二、電機測試用電機對拖平臺
如圖1所示，電機測試用電機對拖平臺包括上位機、被測電機M2、被測電機控制器2、負載電機Ml、負載電機控制器I和複合電源系統,該複合電源系統包括電池及BMS、複合能源管理單元、超級電容及CMS、低壓供電模塊、交流充電切換電路和放電迴路，複合能源管理單元分別與超級電容供電單元、電池供電單元通過第一母線、第二母線連接，第一母線、第二母線上分別串接有第二接觸器K2、第一接觸器K1，被測電機控制器2連接第一母線，負載電機控制器I連接第二母線；低壓供電模塊為一高壓轉低壓模塊，取超級電容高壓電轉換為24V低壓電供電，低壓供電模塊分別與BMS、CMS、上位機和複合能源管理單元相連。超級電容及CMS的輸出端通過放電接觸器K連接有放電迴路，接觸器K、KU K2均由上位機控制。交流充電切換電路用於通過複合能源管理單元向電池充電。
[0023]圖1中複合電源系統包括電池及BMS、複合能源管理單元、超級電容及CMS、低壓供電模塊、交流充電切換電路和放電迴路，複合電源系統的上方為對拖平臺控制及監控系統即上位機，複合電源系統下方為電機對拖試驗臺架，圖1中複合電源系統取代了原有電源系統，虛線表示控制信號線，點劃線表示低壓供電線，黑粗實線為機械連接，黑細實線表示直流高壓供電線，粗點線表示交流高壓供電線。複合能源管理單元與上述複合電源系統中所述的複合能源管理單元相同，不在此贅述。
[0024]具體試驗過程如下:
1、試驗前準備:首先接觸器K1、K2閉合，複合電源系統低壓供電完成，上位機、BMS、CMS、複合能源管理單元完成供電，此時，複合能源電源系統完成準備工作。
[0025]2、試驗時:上位機根據試驗需求，通過對複合能源管理單元的功率控制，使超級電容端輸出相應需求電壓，上位機通過電機控制器2控制被測電機M2，被測電機M2工作通過機械連接拖動電機Ml工作，此時電機Ml以發電的形式作為負載，通過電機控制器I給電池充電。在實驗過程中，能量流從電池一超級電容一被測電機M2 —負載電機Ml —電池，整個能量流是一閉合迴路，實驗過程中，通過上位機對複合能源系統、電機控制器、BMS、CMS的控制來滿足整個試驗需求。
[0026]3、實驗結束:上位機斷掉各部件使能，完成高壓斷電；接觸器K1、K2斷開，完成低壓斷電，整理各部件，結束試驗。
[0027]本電機測試用電機對拖平臺整個試驗，僅僅是對傳統實驗方案的電源系統進行改動，改動量小，不影響原有試驗功能，並且試驗結果更加精確；寬電壓平臺是通過超級電容的寬工作電壓平臺實現的，複合電源系統中的電池用來滿足超級電容能夠持續維持其工作電壓；通過複合能源管理單元中控制雙向DC/DC的電能轉換功率，使得電池往超級電容轉化的電量與試驗消耗的電量相等，從而實現穩壓輸出；複合電源系統具備外插充電功能，可以減少直流充電機，降低試驗臺架成本；寬電壓輸出平臺，更加適合模擬實車試驗；複合電源系統部分，也可以作為試驗臺架，實現對複合電源系統關鍵部件的性能、功能驗證及可靠性試驗。
【權利要求】
1.電機測試用電機對拖平臺，包括監控系統和試驗臺架，該試驗臺架上設有被測電機、被測電機控制器、負載電機、負載電機控制器，其特徵在於，還包括複合電源系統，該複合電源系統包括第一母線和第二母線，所述被測電機控制器連接第一母線，負載電機連接第二母線。
2.根據權利要求1所述的電機測試用電機對拖平臺，其特徵在於:所述第一母線連接有超級電容及CMS，所述第二母線連接有電池及BMS，所述第一母線與第二母線之間連接有用於超級電容與電池能量轉換的複合能源管理單元。
3.根據權利要求2所述電機測試用電機對拖平臺，其特徵在於:所述第二母線、第一母線上分別串接有第一接觸器、第二接觸器，該第一、第二接觸器由所述監控系統控制。
4.根據權利要求2所述的電機測試用電機對拖平臺，其特徵在於:所述複合電源系統還包括交流充電切換電路，用於通過複合能源管理單元向電池充電。
5.根據權利要求2所述的電機測試用電機對拖平臺，其特徵在於:所述超級電容供電單元的輸出端通過放電接觸器連接有放電迴路，所述放電接觸器由所述監控系統控制。
6.根據權利要求2-5中任一項所述的電機測試用電機對拖平臺，其特徵在於:所述複合電源系統還包括低壓供電模塊，該低壓供電模塊分別與所述BMS、CMS、監控系統和複合能源管理單元相連。
7.電機測試用電機對拖平臺的複合電源系統，其特徵在於:包括超級電容及CMS、電池及BMS和用於超級電容與電池能量轉換的複合能源管理單元，該複合能源管理單元與所述超級電容及CMS、電池及BMS之間分別通過第一母線、第二母線連接，所述第一母線用於連接被測電機控制器，所述第二母線用於連接負載電機。
8.根據權利要求7所述的電機測試用電機對拖平臺的複合電源系統，其特徵在於:所述第二母線、第一母線上分別串接有第一接觸器、第二接觸器；超級電容供電單元的輸出端通過放電接觸器連接有放電迴路。
9.根據權利要求7或8所述的電機測試用電機對拖平臺的複合電源系統，其特徵在於:還包括用於通過複合能源管理單元向電池充電的交流充電切換電路和低壓供電模塊，該低壓供電模塊分別與所述BMS、CMS、監控系統和複合能源管理單元相連。
10.根據權利要求9所述的電機測試用電機對拖平臺的複合電源系統，其特徵在於:所述低壓供電模塊為一高壓轉低壓模塊，取超級電容高壓電轉換為低壓電。
【文檔編號】H02J7/00GK103472390SQ201310369261
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】喬理想, 楊泗鵬, 鄭維, 靳超 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司