電動輪輪轂電機試驗臺架的製作方法

2023-12-01 15:08:56

電動輪輪轂電機試驗臺架的製作方法
【專利摘要】電動輪輪轂電機試驗臺架，屬於電動汽車裝置【技術領域】。該臺架包括磁粉制動器、TK2-105梅花聯軸器、減速機等；磁粉制動器（1）位於底座（12）的一端，磁粉制動器（1）通過鑄鐵底座（12）上的平行溝槽進行固定；減速機下有一支架，使減速機（3）左側軸向定位與磁粉制動器（1）軸向相同；電動輪垂向加載系統（7）安裝在電動輪加載系統支架（9）上。本實用新型試驗時連接上位機，能夠實現電動輪輪轂電機的機械特性、效率特性、調節特性的測試，為驅動防滑系統的模擬和控制策略研究提供了試驗測試手段；能夠測試電動輪電機的基本特性，為整車控制器提供設計依據；還可以用於驅動防滑等控制算法的研究，從而加快研究進度，提高研發效率並降低成本。
【專利說明】電動輪輪轂電機試驗臺架
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電動汽車專用輪轂電機試平臺，尤其涉及一種可以用來測試電動輪電機的基本特性，為整車控制器提供設計依據的電動輪輪轂電機試驗臺架，屬於電動汽車裝置【技術領域】。
【背景技術】
[0002]電動汽車電機的各種特性曲線是電動汽車設計者進行驅動設計的依據，因此，應用於電動汽車的輪轂電機必須具備詳盡的測試信息證明其特性，以方便用戶的選型和使用。目前，由於各廠家、研究機構採用的車輪輪轂不同，設計思路各異，導致電動汽車車用輪轂電機沒有統一的制式標準，雖然電機廠家提供了特性參數，但與實際性能差別較大。電動汽車車輪輪轂必須與車用輪轂電機配合，才能使車輪輪轂和車用輪轂電機發揮最大效能。因此，電機使用者必須通過試驗獲取真實的電機性能參數，才能為開發電動車輛提供基礎數據。
實用新型內容
[0003]為解決上述問題，本實用新型涉及了一種電動汽車用輪轂電機測試試驗臺，其由試驗臺架和測控系統組成，用於電動汽車輪轂電機的測試。該試驗臺能夠模擬汽車起動或停止時所具有的慣性，能夠測試出輪轂電機的轉速、輸出轉矩、電壓、電流四個參數，用於涉及電機各種特性曲線的繪製。提供的信號均為0-10V標準信號，適用於各類工控設備以實現自動測試。同時，該試驗臺也提供了調節旋鈕及電壓表、電流表等顯示設備，也可以以手動方式進行測試。
[0004]本實用新型的技術方案是，
[0005]一種電動輪輪轂電機試驗臺架，該電動輪輪轂電機試驗臺架裝置包括:磁粉制動器，TK2-105梅花聯軸器，減速機，TLK2-65E梅花聯軸器，轉速扭矩傳感器，TLK2-65E梅花聯軸器，電動輪垂向加載系統，電動輪，電動輪加載系統支架，轉鼓，轉鼓支架，底座，軸承及支撐裝置；
[0006]磁粉制動器位於800X2200鑄鐵底座的一端，磁粉制動器通過鑄鐵底座上的平行溝槽進行固定；磁粉制動器直徑為60mm的軸與其旁邊的減速機35mm軸用TLK2-65E梅花聯軸器相連接。減速機下有一支架，使減速機左側軸向定位與磁粉制動器軸向相同。減速機右側24mm軸與轉速扭矩傳感器28mm軸用TLK2-65E梅花聯軸器相連接。傳感器下有一支架，使傳感器左右兩端軸向定位符合減速機軸與轉鼓軸的高度。轉鼓軸為35mm，用TLK2-65E梅花聯軸器與傳感器相連。轉鼓與電動輪相接處，其軸的兩側由軸承及支撐裝置定位。電動輪垂向加載系統安裝在支架上，加載系統中包括輪轂電機、壓力傳感器以及電機控制器。
[0007]本實用新型的有益效果為:本實用新型是能夠實現電動輪輪轂電機的機械特性、效率特性、調節特性測試的輪轂電機試驗臺架，同時也能夠為驅動防滑系統的模擬和控制策略研究提供了試驗測試手段。通過使用電動輪試驗臺，不僅可以用來測試電動輪電機的基本特性，為整車控制器提供設計依據，還可以用於驅動防滑等控制算法的研究，從而加快研究進度，提高研發效率並降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1本實用新型結構示意圖。其中，圖中，1-磁粉制動器，2-TK2-105梅花聯軸器，3-減速機，4-TK2-65梅花聯軸器，5-轉速扭矩傳感器，6-TK-265梅花聯軸器，7-電動輪垂向加載系統，8-電動輪，9-電動輪加載系統支架，10-轉鼓，11-轉鼓支架，12-軸承及支撐裝置，13-軸承及支撐裝置。
[0009]圖2使用本實用新型提供的進行試驗的上位機的程序(控制平臺)的示意圖。
[0010]圖3電動輪輪轂電機試驗臺架進行試驗控制結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和【具體實施方式】進一步說明本實用新型。
[0012]圖1本實用新型結構示意圖。如圖1所示，一種電動輪輪轂電機試驗臺架，該電動輪輪轂電機試驗臺架裝置包括:一種電動輪輪轂電機試驗臺架，該電動輪輪轂電機試驗臺架裝置包括:1-磁粉制動器，2-TK2-105梅花聯軸器，3-減速機，4-TLK2-65E梅花聯軸器，5-轉速扭矩傳感器，6-TLK2-65E梅花聯軸器，7-電動輪垂向加載系統，8-電動輪，9-電動輪加載系統支架，10-轉鼓，11-轉鼓支架，12-底座，13-軸承及支撐裝置；
[0013]磁粉制動器I位於800X2200鑄鐵底座12的一端，將磁粉制動器I通過鑄鐵底座12上的平行溝槽進行固定；磁粉制動器I直徑為60_的軸與其旁邊的減速機3的35_軸用TLK2-65E梅花聯軸器2相連接。減速機3下有一支架，使減速機3左側軸向定位與磁粉制動器I軸向相同。減速機3右側24mm軸與轉速扭矩傳感器5的28mm軸用TLK2-65E梅花聯軸器4相連接。傳感器5下有一支架,使傳感器5左右兩端軸向定位符合減速機軸與轉鼓軸的高度。轉鼓軸為35mm，用TLK2-65E梅花聯軸器6與傳感器相連。轉鼓10與電動輪8相接處，其軸的兩側由軸承及支撐裝置13定位。電動輪垂向加載系統安裝在支架9上，加載系統中包括輪轂電機、壓力傳感器以及電機控制器。
[0014]使用本實用新型進行試驗時還需要上位機。
[0015]這裡，本實用新型以一臺PC機作為上位機，該上位機含有程序，該上位機的程序對採集測量的傳感器信號，進行信號處理、存儲、顯示和繪圖，通過測試，研究輪轂電機的驅動佔空比與負載扭矩、電機轉速之間的函數關係，為整車控制器的扭矩分配控制提供設計依據。
[0016]本實用新型提供一種上位機程序的形式。需要說明的是，上位機(程序、內容)的形式可以由本領域的技術人員配置。本實用新型這裡是提供其中一種上位機的設計、配置方法，供本領域的技術人員參考設計。需要說明的是，這裡提供的上位機的設計方法是為了充分公開本實用新型及其使用方法，而不是限制本實用新型的。再次需要強調的是，這裡提供的上位機程序的形式是其中一種的形式，本領域的技術人員還可以根據本實用新型設計自己的上位機及上位機程序的內容。
[0017]圖2使用本實用新型提供的進行試驗的上位機的程序(控制平臺)的示意圖。本實用新型提供的上位機PC採用VB語言開發程序編寫了試驗臺架控制程序，能夠手動或者可按照譜曲線自動給定電動輪的轉速、轉矩等；實時顯示電動輪模塊的轉速、扭矩、轉角、滑移率等曲線圖；顯示輪轂電機的電壓、電流、電機溫度等電機狀態信息，並可保存各項有關的實驗數據。控制平臺功能圖如圖2所示。
[0018]圖3電動輪輪轂電機試驗臺架進行試驗邏輯控制結構示意圖。如圖3所示，使用本實用新型進行試驗的操作方法為:
[0019]I)首先將電動垂向加載系統7的電機控制器通過USB轉CAN轉化器連接上位機。
[0020]2)將測功機、轉矩轉速傳感器5和電動垂向加載系統7的壓力傳感器通過RS485轉RS232串口轉化器與上位機相連。
[0021]3)在上位機上設置好電機控制器通訊ID、波特率等等，並選擇電機控制方式，包括扭矩控制或者轉速控制。
[0022]4 )選擇電機的工況，包括電機正轉、電機反轉及電機發電。
[0023]5)輸入需要控制電機以及測功機加載的數據，通過設定延時時間，實現不同數據延時發送。
[0024]6)實驗中，對車速的控制方法為比例控制，測功機將轉速通過轉鼓傳遞給電動輪。根據測功機的轉速與加載電流的線性關係，先標定模擬輸出電流和測功機轉速的線性比例，然後在程序中進行按照比例關係控制模擬電壓的輸出，從而控制測功電機的轉速，即車輪轉速。對轉矩的控制方法為根據電機控制器的CAN通訊協議直接發送扭矩指令來控制電動輪模塊輪轂電機的扭矩。
[0025]7)通過測試，研究輪轂電機的驅動佔空比與負載扭矩、電機轉速之間的函數關係，為整車控制器的扭矩分配控制提供設計依據。
[0026]8)通過給定電機控制器轉速或轉矩信號以及測功機加載電流信號，並在多次實驗中採用不同的驅動防滑策略，在實驗過程中採集信號返回給上位機，上位機通過實時計算滑移率並調節電機的轉矩輸出，減小單輪輪胎的滑移率，實現對單輪驅動防滑策略的研究。
[0027]本實用新型能夠實現電動輪輪轂電機的機械特性、效率特性、調節特性測試，能夠為驅動防滑系統的模擬和控制策略研究提供了試驗測試手段，可以用來測試電動輪電機的基本特性，為整車控制器提供設計依據，還可以用於驅動防滑等控制算法的研究，加快研究進度，提高研發效率並降低成本。
【權利要求】
1.電動輪輪轂電機的試驗臺架，其特徵在於，該電動輪輪轂電機的試驗臺架包括磁粉制動器(I )，TK2-105梅花聯軸器(2)，減速機(3)，TLK2-65E梅花聯軸器(4)，轉速扭矩傳感器(5)，TLK2-65E梅花聯軸器(6)，電動輪垂向加載系統(7)，電動輪(8)，電動輪加載系統支架(9)，轉鼓(10)，轉鼓支架(11)，底座(12)，軸承及支撐裝置(13)； 磁粉制動器(I)位於底座(12)的一端，磁粉制動器(I)通過底座(12)上的平行溝槽進行固定，磁粉制動器(I)直徑為60mm的軸與其旁邊的減速機(3) 35mm軸用TLK2-65E梅花聯軸器(2)相連接；減速機下有一支架，使減速機(3)左側軸向定位與磁粉制動器(I)軸向相同；減速機(3)右側24mm軸與轉速扭矩傳感器(5) 28mm軸用TLK2-65E梅花聯軸器(4)相連接；傳感器(5)下有一支架,使傳感器(5)左右兩端軸向定位符合減速機軸與轉鼓軸的高度；轉鼓(10)軸為35mm，用TLK2-65E梅花聯軸器(6)與傳感器相連；轉鼓(10)與電動輪(8)相接處，轉鼓(10)軸的兩側由軸承及支撐裝置(13)固定；電動輪垂向加載系統(7)安裝在電動輪加載系統支架(9)上，電動輪垂向加載系統(7)包括輪轂電機、壓力傳感器以及電機控制器。
2.根據權利要求1所述的電動輪輪轂電機的試驗臺架，其特徵在於，所述底座(12)為鑄鐵底座。
【文檔編號】G01R31/34GK203643175SQ201320788092
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】張欣, 彭之川, 陳宏偉 申請人:北京交通大學, 北京交通大學長三角研究院