一种高精度的单轮驱动模式测试系统及其构成的试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高精度的单轮驱动模式测试系统及其构成的试验装置，其特征在于：包括依次相连接的轮毂电机(1)、动态扭矩转速传感器(2)和电力测功机(3)，与电力测功机(3)相连接的测功机控制器(4)，与测功机控制器(4)和动态扭矩转速传感器(2)相连接的测控仪(5)，与轮毂电机(1)相连接的电机控制器(8)，分别与轮毂电机(1)和电机控制器(8)相连接的功效分析仪(9)，以及串接在动态扭矩转速传感器(2)与测控仪(5)之间的信号处理器(501)；所述信号处理器(501)由信号接收电路和信号滤波放大电路组成。本实用新型完全克服了现有测试系统的缺陷，因此，适合推广应用。
【专利说明】
一种高精度的单轮驱动模式测试系统及其构成的试验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及的是驱动性能测试领域，具体的说，是一种高精度的单轮驱动模式测试系统及其构成的试验装置。
【背景技术】
[0002]四驱电动汽车驱动性能的检测装置是针对在四轮独立驱动电动汽车在行驶工况下在各轮毂电机驱动下的输入电流、电压、功率、输出转速、扭矩、功率、等驱动性能等进行综合试验的装置，其可以模拟车辆在极限工况的仿真测试环境。
[0003 ]现有技术中，驱动性能测试加载采用磁粉加载，通过磁粉吸附在制动盘上制动加载，测量部分采用拉压力传感器的模式进行采集。其主要存在以下缺陷:1、由于采用磁粉制动，系统加载响应速度慢，满足不了车辆在行驶路况的动态响应;2、现有技术的测试系统需要水冷却，而且原动机的能力输出不能回收，不节能;3、磁粉容易老化，使用费用较高，不能应用在高转速的驱动性能测试;4、数据采集响应慢，同时采集的数据的准确性差。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单，测试精确、采集数据准确、快速的一种高精度的单轮驱动模式测试系统及其构成的试验装置。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]—种高精度的单轮驱动模式测试系统，包括依次相连接的轮毂电机、动态扭矩转速传感器和电力测功机，与电力测功机相连接的测功机控制器，与测功机控制器和动态扭矩转速传感器相连接的测控仪，与轮毂电机相连接的电机控制器，分别与轮毂电机和电机控制器相连接的功效分析仪，以及串接在动态扭矩转速传感器与测控仪之间的信号处理器。所述信号处理器由与动态扭矩转速传感器相连接的信号接收电路，和与信号接收电路的输出端相连接的信号滤波放大电路组成;所述信号滤波放大电路的输出端与测控仪相连接。
[0007]所述的信号接收电路由放大器Pl，三极管VTl，一端与放大器Pl的正极相连接、另一端作为信号接收电路的输入端并与动态扭矩转速传感器的信号输出端相连接的电阻Rl，正极经电阻R2后与放大器Pl的正极相连接、负极与放大器Pl的输出端相连接的极性电容Cl，P极经电阻R3后与放大器Pl的负极相连接、N极与三极管VTl的集电极相连接的二极管Dl，以及一端与放大器Pl的输出端相连接、另一端与三极管VTl的基极相连接的可调电阻R4组成;所述三极管VTl的发射极和可调电阻R4的可调端共同形成信号接收电路的输出端。
[0008]所述信号滤波放大电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT2，正极经电阻R5后与三极管VTl的发射极相连接、负极与三极管VT2的基极相连接的极性电容C4，正极经电阻R6后与可调电阻R4的可调端相连接、负极与放大器P2的正极相连接的极性电容C2，负极与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R7后与放大器P2的正极相连接的极性电容C3，一端与放大器P2的正极相连接、另一端与放大器P2的输出端相连接的电阻R8，P极与放大器P2的输出端相连接、N极经电阻R9后与三极管VT2的基极相连接的二极管D2，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极与放大器P3的负极相连接的二极管D3，以及正极经电阻RlO后与放大器P2的输出端相连接、负极经电阻Rll后与放大器P3的输出端相连接的极性电容C5组成;所述放大器P3的正极与极性电容C5的正极相连接，其放大器P3的输出端作为信号滤波放大电路的输出端;所述放大器P2的负极和三极管VT2的集电极分别接地。
[0009]本实用新型还提供了一种由高精度的单轮驱动模式测试系统构成的试验装置，该装置包括上位机，整车控制器，以及四个高精度的单轮驱动模式测试系统;所述高精度的单轮驱动模式测试系统，包括依次相连接的轮毂电机、动态扭矩转速传感器和电力测功机，与电力测功机相连接的测功机控制器，与测功机控制器和动态扭矩转速传感器相连接的测控仪，与轮毂电机相连接的电机控制器，分别与轮毂电机和电机控制器相连接的功效分析仪，及串接在动态扭矩转速传感器与测控仪之间的信号处理器;所述测控仪和功效分析仪分别通过现场总线与上位机相连接;所述电机控制器也通过现场总线与整车控制器相连接。
[0010]为确保本发明的实际使用效果，所述电力测功机与动态扭矩转速传感器通过联轴器相连接，且在该联轴器与电力测功机之间还设有机械堵转装置。所述电力测功机优先采用交流电力测功机来实现;所述动态扭矩转速传感器优先采用高精度应变式扭矩传感器来实现;所述现场总线则优先采用CANBUS现场总线来实现；同时测控仪优先采用ET3100测控仪来实现。
[0011]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0012](I)本实用新型通过信号处理器对动态扭矩转速传感器所采集的四驱电动车轮毂电机扭矩脉动的数据信号滤波放大，从而提高了本实用新型的测控仪接收的四驱电动车轮毂电机扭矩脉动数据信号的准确性，同时提高了本测试系统的测试的准确性。
[0013](2)本实用新型通过电力测功机的加载可对轮毂电机驱动的电动汽车的电机精确而快速的力矩响应特性进行测试。
[0014](3)本实用新型通过电力测功机进行加载，使得本实用新型控制精度高，响应时间短。
[0015](4)本实用新型通过动态扭矩转速传感器可完成对四驱电动车轮毂电机扭矩的脉动测试。
[0016](5)本实用新型测量数据精确、采样频率高，测试项目完整，使用费用低，为其大范围的推广应用奠定了坚实的基础。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型中高精度的单轮驱动模式测试系统的结构示意图。
[0018]图2为本实用新型中高精度的单轮驱动模式测试系统构成的试验装置的结构示意图。
[0019]图3为本实用新型的信号处理器的电路结构示意图。
[0020]上述附图中，附图标记对应的名称为:I一轮毂电机，2—动态扭矩转速传感器，3—电力测功机，4 一测功机控制器，5—测控仪，501—信号处理器，6—联轴器，7—机械堵转装置，8—电机控制器，9一功效分析仪，10—上位机，11一整车控制器。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例及其附图对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0022]实施例
[0023]如图1所示，一种高精度的单轮驱动模式测试系统，包括依次连接的轮毂电机1、动态扭矩转速传感器2和电力测功机3，与电力测功机3相连接的测功机控制器4，与测功机控制器4和与动态扭矩转速传感器2相连接的测控仪5，与轮毂电机I相连接的电机控制器8，分别与轮毂电机I和电机控制器8相连接的功效分析仪9，以及串接在动态扭矩转速传感器2与测控仪5之间的信号处理器501;所述信号处理器501由与动态扭矩转速传感器2相连接的信号接收电路，和与信号接收电路的输出端相连接的信号滤波放大电路组成;所述信号滤波放大电路的输出端与测控仪5相连接。具体的说，本实施例中电力测功机3与动态扭矩转速传感器2通过联轴器6连接，且在该联轴器6与电力测功机3之间还设有机械堵转装置7。
[0024]为了更好的实现本实施例，电力测功机3优先采用交流电力测功机来实现；同时动态扭矩转速传感器2则优先采用高精度应变式扭矩传感器来实现。为了方便测试系统的使用，整个系统设置在与系统中每个部件匹配的支架上。
[0025]在上述结构的基础上，一种由高精度的单轮驱动模式测试系统构成的试验装置，其采用了一体化结构，并通过精确计算及巧妙的机械结构实现综合性能试验一次性在一个试验台上完成。该一种高精度的单轮驱动模式测试系统构成的试验装置结构如图2所示，包括上位机10，整车控制器11，以及四个高精度的单轮驱动模式测试系统;所述高精度的单轮驱动模式测试系统，包括依次相连接的轮毂电机1、动态扭矩转速传感器2和电力测功机3，与电力测功机3相连接的测功机控制器4，与测功机控制器4和动态扭矩转速传感器2相连接的测控仪5，与轮毂电机I相连接的电机控制器8，与轮毂电机I和电机控制器8分别相连接的功效分析仪9，及串接在动态扭矩转速传感器2与测控仪5之间的信号处理器501;所述测控仪5和功效分析仪9分别通过现场总线与上位机10相连接;所述电机控制器8也通过现场总线与整车控制器11相连接。其中，本实施例中上位机10优先采用PC机来实现；同时现场总线则优先采用CANBUS现场总线来实现。
[0026]如图3所示，所述信号处理器由信号接收电路和信号滤波放大电路组成;所述的信号接收电路由放大器Pl，三极管VTI，电阻Rl，电阻R2，电阻R3，可调电阻R4，极性电容Cl，以及二极管Dl组成。
[0027]连接时，电阻Rl的一端与放大器Pl的正极相连接、另一端作为信号接收电路的输入端并与动态扭矩转速传感器2的信号输出端相连接。极性电容Cl的正极经电阻R2后与放大器Pl的正极相连接、负极与放大器Pl的输出端相连接。二极管Dl的P极经电阻R3后与放大器Pl的负极相连接、N极与三极管VTl的集电极相连接。可调电阻R4的一端与放大器Pl的输出端相连接、另一端与三极管VTl的基极相连接。所述三极管VTl的发射极和可调电阻R4的可调端共同形成信号接收电路的输出端并与信号滤波放大电路相连接。
[0028]进一步，所述信号滤波放大电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT2，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻RlO，电阻Rl I，极性电容C2，极性电容C3，极性电容C4，极性电容C5，二极管D2，以及二极管D3组成。
[0029]连接时，极性电容C4的正极经电阻R5后与三极管VTl的发射极相连接、负极与三极管VT2的基极相连接。极性电容C2的正极经电阻R6后与可调电阻R4的可调端相连接、负极与放大器P2的正极相连接。极性电容C3的负极与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R7后与放大器P2的正极相连接。电阻R8的一端与放大器P2的正极相连接、另一端与放大器P2的输出?而相连接。
[0030]其中，二极管D2的P极与放大器Ρ2的输出端相连接、N极经电阻R9后与三极管VT2的基极相连接。二极管D3的P极与三极管VT2的发射极相连接、N极与放大器Ρ3的负极相连接。极性电容C5的正极经电阻RlO后与放大器Ρ2的输出端相连接、负极经电阻Rll后与放大器Ρ3的输出端相连接。
[0031]所述放大器Ρ3的正极与极性电容C5的正极相连接，其放大器Ρ3的输出端作为信号滤波放大电路的输出端;所述放大器Ρ2的负极和三极管VT2的集电极分别接地。本实用新型在运行时，信号处理器中的信号接收电路能将动态扭矩转速传感器所采集的四驱电动车轮毂电机扭矩脉动的数据信号进行放大，经放大后的数据信号通过信号滤波放大电路进行滤波放大后输出。
[0032]本实施例中，上述高精度的单轮驱动模式测试系统构成的试验装置还可分为测量部分、驱动部分、控制部分和加载部分。控制部分设置有输入电压、主电机电流等显不屏以及逆变、分闸、合闸、转速、转矩等控制钮，可有效的对高精度的单轮驱动模式测试系统构成的试验装置的加载部分进行有效的控制。该试验装置的操作台上设置有驱动控制、运行指示、加载控制、备用、仪表备用、紧急停车的等控制按钮，可有效的对试验台架的驱动部分进行有效控制。
[0033]测量部分包括输入的电参数测量及动力输出测量，本实施例采用的电参数测量为Fluke Norma宽频带功率分析仪。Fluke Norma宽频带功率分析仪具有测量精度高，采样速率快等优势。采用的扭矩传感器为法兰式扭矩传感器。法兰式扭矩传感器和NC-4扭矩仪具有测量精度高，抗冲击能力强等优势。为了更好的实现本实用新型，负载加载控制仪采用ET3100负载加载控制仪，通过扭矩转速信号采集可进行双闭环控制，然后通过CANBUS现场总线通讯与四台高精度的单轮驱动模式测试系统相连。
[0034]按照上述实施例，即可很好的实现本实用新型。
【主权项】
1.一种高精度的单轮驱动模式测试系统，其特征在于:包括依次相连接的轮毂电机(1)、动态扭矩转速传感器(2)和电力测功机(3)，与电力测功机(3)相连接的测功机控制器(4)，与测功机控制器(4)和动态扭矩转速传感器(2)相连接的测控仪(5)，与轮毂电机(I)相连接的电机控制器(8)，分别与轮毂电机(I)和电机控制器(8)相连接的功效分析仪(9)，以及串接在动态扭矩转速传感器(2)与测控仪(5)之间的信号处理器(501);所述信号处理器(501)由与动态扭矩转速传感器(2)相连接的信号接收电路，和与信号接收电路的输出端相连接的信号滤波放大电路组成;所述信号滤波放大电路的输出端与测控仪(5)相连接。2.根据权利要求1所述的一种高精度的单轮驱动模式测试系统，其特征在于:所述的信号接收电路由放大器Pl，三极管VTl，一端与放大器Pl的正极相连接、另一端作为信号接收电路的输入端并与动态扭矩转速传感器(2)的信号输出端相连接的电阻Rl，正极经电阻R2后与放大器PI的正极相连接、负极与放大器Pl的输出端相连接的极性电容Cl，P极经电阻R3后与放大器Pl的负极相连接、N极与三极管VTl的集电极相连接的二极管Dl，以及一端与放大器Pl的输出端相连接、另一端与三极管VTl的基极相连接的可调电阻R4组成;所述三极管VTl的发射极和可调电阻R4的可调端共同形成信号接收电路的输出端。3.根据权利要求2所述的一种高精度的单轮驱动模式测试系统，其特征在于:所述信号滤波放大电路由放大器P2，放大器P3，三极管VT2，正极经电阻R5后与三极管VTl的发射极相连接、负极与三极管VT2的基极相连接的极性电容C4，正极经电阻R6后与可调电阻R4的可调端相连接、负极与放大器P2的正极相连接的极性电容C2，负极与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R7后与放大器P2的正极相连接的极性电容C3，一端与放大器P2的正极相连接、另一端与放大器P2的输出端相连接的电阻R8，P极与放大器P2的输出端相连接、N极经电阻R9后与三极管VT2的基极相连接的二极管D2，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极与放大器P3的负极相连接的二极管D3，以及正极经电阻RlO后与放大器P2的输出端相连接、负极经电阻Rl I后与放大器P3的输出端相连接的极性电容C5组成;所述放大器P3的正极与极性电容C5的正极相连接，其放大器P3的输出端作为信号滤波放大电路的输出端;所述放大器P2的负极和三极管VT2的集电极分别接地。4.根据权利要求3所述的一种高精度的单轮驱动模式测试系统，其特征在于:所述电力测功机(3)与动态扭矩转速传感器(2)通过联轴器(6)相连接，且在该联轴器(6)与电力测功机(3)之间还设有机械堵转装置(7)。5.根据权利要求4所述的一种高精度的单轮驱动模式测试系统，其特征在于:所述电力测功机(3)为交流电力测功机。6.根据权利要求5所述的一种高精度的单轮驱动模式测试系统，其特征在于:所述动态扭矩转速传感器(2)为高精度应变式扭矩传感器。7.—种由高精度的单轮驱动模式测试系统构成的试验装置，其特征在于:包括上位机(10)，整车控制器(11)，以及四个高精度的单轮驱动模式测试系统;所述高精度的单轮驱动模式测试系统包括依次相连接的轮毂电机(I)、动态扭矩转速传感器(2)和电力测功机(3)，与电力测功机(3)相连接的测功机控制器(4)，与测功机控制器(4)和动态扭矩转速传感器(2)相连接的测控仪(5)，与轮毂电机(I)相连接的电机控制器(8)，分别与轮毂电机(I)和电机控制器(8)相连接的功效分析仪(9)，以及串接在动态扭矩转速传感器(2)与测控仪(5)之间的信号处理器(501);所述测控仪(5)和功效分析仪(9)分别通过现场总线与上位机(10)相连接;所述电机控制器(8)也通过现场总线与整车控制器(11)相连接。8.根据权利要求7所述的一种由高精度的单轮驱动模式测试系统构成的试验装置，其特征在于:所述现场总线为CANBUS现场总线。9.根据权利要求8所述的一种由高精度的单轮驱动模式测试系统构成的试验装置，其特征在于:所述测控仪(5)为ET31OO测控仪。
【文档编号】G01M17/007GK205426531SQ201620083571
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】程社林, 曹诚军, 余仁伟, 胡千国, 张国胜, 程振寰
【申请人】四川诚邦测控技术有限公司