| 专利名称： | 电动轮轮毂电机试验台架 | ||
| 专利名称(英文)： | Electric wheel hub motor testing stand | ||
| 专利号： | CN201320788092.5 | 申请时间： | 20131203 |
| 公开号： | CN203643175U | 公开时间： | 20140611 |
| 申请人： | 北京交通大学; 北京交通大学长三角研究院 | ||
| 申请地址： | 100044 北京市海淀区西直门外上园村3号 | ||
| 发明人： | 张欣; 彭之川; 陈宏伟 | ||
| 分类号： | G01M17/013; G01R31/34 | 主分类号： | G01M17/013 |
| 代理机构： | 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 | 代理人： | 薄观玖 |
| 摘要： | 电动轮轮毂电机试验台架，属于电动汽车装置技术领域。该台架包括磁粉制动器、TK2-105梅花联轴器、减速机等；磁粉制动器（1）位于底座（12）的一端，磁粉制动器（1）通过铸铁底座（12）上的平行沟槽进行固定；减速机下有一支架，使减速机（3）左侧轴向定位与磁粉制动器（1）轴向相同；电动轮垂向加载系统（7）安装在电动轮加载系统支架（9）上。本实用新型试验时连接上位机，能够实现电动轮轮毂电机的机械特性、效率特性、调节特性的测试，为驱动防滑系统的模拟和控制策略研究提供了试验测试手段；能够测试电动轮电机的基本特性，为整车控制器提供设计依据；还可以用于驱动防滑等控制算法的研究，从而加快研究进度，提高研发效率并降低成本。 | ||
| 摘要(英文)： | An electric wheel hub motor testing stand belongs to the technical field of electric vehicle devices. The stand comprises a magnetic powder brake, a TK2-105 plum coupling, a speed reducer, etc. The magnetic powder brake (1) is located on one end of a pedestal (12) and is fastened via parallel grooves in the cast iron pedestal (12). A support is under the speed reducer, so that the left side of the speed reducer (3) is positioned with the same axial direction as the magnetic powder brake (1). An electric wheel vertical loading system (7) is installed on an electric wheel loading system support (9). The stand is connected to a host computer during testing, can achieve testing of mechanical properties, efficiency properties and adjustment properties of an electric wheel hub motor, and provides testing means for ASR system simulation and control strategy studies. The stand can test basic properties of an electric wheel motor and provides bases for design of a vehicle controller. The stand can also be used for studies of control algorithms of ASR and the like, so that research is accelerated, the efficiency of R&D is improved, and the costs are lowered. | ||
1.电动轮轮毂电机的试验台架，其特征在于，该电动轮轮毂电机的试验台架包括磁粉制动器（1），TK2-105梅花联轴器（2），减速机（3），TLK2-65E梅花联轴器（4），转速扭矩传感器（5），TLK2-65E梅花联轴器（6），电动轮垂向加载系统（7），电动轮（8），电动轮加载系统支架（9），转鼓（10），转鼓支架（11），底座（12），轴承及支撑装置（13）； 磁粉制动器（1）位于底座（12）的一端，磁粉制动器（1）通过底座（12）上的平行沟槽进行固定，磁粉制动器（1）直径为60mm的轴与其旁边的减速机（3）35mm轴用TLK2-65E梅花联轴器（2）相连接；减速机下有一支架，使减速机（3）左侧轴向定位与磁粉制动器（1）轴向相同；减速机（3）右侧24mm轴与转速扭矩传感器（5）28mm轴用TLK2-65E梅花联轴器（4）相连接；传感器（5）下有一支架，使传感器（5）左右两端轴向定位符合减速机轴与转鼓轴的高度；转鼓（10）轴为35mm，用TLK2-65E梅花联轴器（6）与传感器相连；转鼓（10）与电动轮（8）相接处，转鼓（10）轴的两侧由轴承及支撑装置（13）固定；电动轮垂向加载系统（7）安装在电动轮加载系统支架（9）上，电动轮垂向加载系统（7）包括轮毂电机、压力传感器以及电机控制器。
2.根据权利要求1所述的电动轮轮毂电机的试验台架，其特征在于，所述底座（12）为铸铁底座。
1.电动轮轮毂电机的试验台架，其特征在于，该电动轮轮毂电机的试验台架包括磁粉制动器（1），TK2-105梅花联轴器（2），减速机（3），TLK2-65E梅花联轴器（4），转速扭矩传感器（5），TLK2-65E梅花联轴器（6），电动轮垂向加载系统（7），电动轮（8），电动轮加载系统支架（9），转鼓（10），转鼓支架（11），底座（12），轴承及支撑装置（13）； 磁粉制动器（1）位于底座（12）的一端，磁粉制动器（1）通过底座（12）上的平行沟槽进行固定，磁粉制动器（1）直径为60mm的轴与其旁边的减速机（3）35mm轴用TLK2-65E梅花联轴器（2）相连接；减速机下有一支架，使减速机（3）左侧轴向定位与磁粉制动器（1）轴向相同；减速机（3）右侧24mm轴与转速扭矩传感器（5）28mm轴用TLK2-65E梅花联轴器（4）相连接；传感器（5）下有一支架，使传感器（5）左右两端轴向定位符合减速机轴与转鼓轴的高度；转鼓（10）轴为35mm，用TLK2-65E梅花联轴器（6）与传感器相连；转鼓（10）与电动轮（8）相接处，转鼓（10）轴的两侧由轴承及支撑装置（13）固定；电动轮垂向加载系统（7）安装在电动轮加载系统支架（9）上，电动轮垂向加载系统（7）包括轮毂电机、压力传感器以及电机控制器。
2.根据权利要求1所述的电动轮轮毂电机的试验台架，其特征在于，所述底座（12）为铸铁底座。
翻译：技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车专用轮毂电机试平台，尤其涉及一种可以用来测试电动轮 电机的基本特性，为整车控制器提供设计依据的电动轮轮毂电机试验台架，属于电动汽车装 置技术领域。
背景技术
电动汽车电机的各种特性曲线是电动汽车设计者进行驱动设计的依据，因此，应用于电 动汽车的轮毂电机必须具备详尽的测试信息证明其特性，以方便用户的选型和使用。目前， 由于各厂家、研究机构采用的车轮轮毂不同，设计思路各异，导致电动汽车车用轮毂电机没 有统一的制式标准，虽然电机厂家提供了特性参数，但与实际性能差别较大。电动汽车车轮 轮毂必须与车用轮毂电机配合，才能使车轮轮毂和车用轮毂电机发挥最大效能。因此，电机 使用者必须通过试验获取真实的电机性能参数，才能为开发电动车辆提供基础数据。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型涉及了一种电动汽车用轮毂电机测试试验台，其由试验台 架和测控系统组成，用于电动汽车轮毂电机的测试。该试验台能够模拟汽车起动或停止时所 具有的惯性，能够测试出轮毂电机的转速、输出转矩、电压、电流四个参数，用于涉及电机 各种特性曲线的绘制。提供的信号均为0-10V标准信号，适用于各类工控设备以实现自动测 试。同时，该试验台也提供了调节旋钮及电压表、电流表等显示设备，也可以以手动方式进 行测试。
本实用新型的技术方案是,
一种电动轮轮毂电机试验台架，该电动轮轮毂电机试验台架装置包括：磁粉制动器， TK2-105梅花联轴器，减速机，TLK2-65E梅花联轴器，转速扭矩传感器，TLK2-65E梅花联轴 器，电动轮垂向加载系统，电动轮，电动轮加载系统支架，转鼓，转鼓支架，底座，轴承及 支撑装置；
磁粉制动器位于800×2200铸铁底座的一端，磁粉制动器通过铸铁底座上的平行沟槽进 行固定；磁粉制动器直径为60mm的轴与其旁边的减速机35mm轴用TLK2-65E梅花联轴器相连 接。减速机下有一支架，使减速机左侧轴向定位与磁粉制动器轴向相同。减速机右侧24mm轴 与转速扭矩传感器28mm轴用TLK2-65E梅花联轴器相连接。传感器下有一支架，使传感器左 右两端轴向定位符合减速机轴与转鼓轴的高度。转鼓轴为35mm，用TLK2-65E梅花联轴器与 传感器相连。转鼓与电动轮相接处，其轴的两侧由轴承及支撑装置定位。电动轮垂向加载系 统安装在支架上，加载系统中包括轮毂电机、压力传感器以及电机控制器。
本实用新型的有益效果为：本实用新型是能够实现电动轮轮毂电机的机械特性、效率特 性、调节特性测试的轮毂电机试验台架，同时也能够为驱动防滑系统的模拟和控制策略研究 提供了试验测试手段。通过使用电动轮试验台，不仅可以用来测试电动轮电机的基本特性， 为整车控制器提供设计依据，还可以用于驱动防滑等控制算法的研究，从而加快研究进度， 提高研发效率并降低成本。
附图说明
图1本实用新型结构示意图。其中，图中，1-磁粉制动器，2-TK2-105梅花联轴器，3- 减速机，4-TK2-65梅花联轴器，5-转速扭矩传感器，6-TK-265梅花联轴器，7-电动轮垂向加 载系统，8-电动轮，9-电动轮加载系统支架，10-转鼓，11-转鼓支架，12-轴承及支撑装置， 13-轴承及支撑装置。
图2使用本实用新型提供的进行试验的上位机的程序（控制平台）的示意图。
图3电动轮轮毂电机试验台架进行试验控制结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式进一步说明本实用新型。
图1本实用新型结构示意图。如图1所示，一种电动轮轮毂电机试验台架，该电动轮轮 毂电机试验台架装置包括：一种电动轮轮毂电机试验台架，该电动轮轮毂电机试验台架装置 包括：1-磁粉制动器，2-TK2-105梅花联轴器，3-减速机，4-TLK2-65E梅花联轴器，5-转速 扭矩传感器，6-TLK2-65E梅花联轴器，7-电动轮垂向加载系统，8-电动轮，9-电动轮加载系 统支架，10-转鼓，11-转鼓支架，12-底座，13-轴承及支撑装置；
磁粉制动器1位于800×2200铸铁底座12的一端，将磁粉制动器1通过铸铁底座12上 的平行沟槽进行固定；磁粉制动器1直径为60mm的轴与其旁边的减速机3的35mm轴用 TLK2-65E梅花联轴器2相连接。减速机3下有一支架，使减速机3左侧轴向定位与磁粉制动 器1轴向相同。减速机3右侧24mm轴与转速扭矩传感器5的28mm轴用TLK2-65E梅花联轴器 4相连接。传感器5下有一支架，使传感器5左右两端轴向定位符合减速机轴与转鼓轴的高 度。转鼓轴为35mm，用TLK2-65E梅花联轴器6与传感器相连。转鼓10与电动轮8相接处， 其轴的两侧由轴承及支撑装置13定位。电动轮垂向加载系统安装在支架9上，加载系统中包 括轮毂电机、压力传感器以及电机控制器。
使用本实用新型进行试验时还需要上位机。
这里，本实用新型以一台PC机作为上位机，该上位机含有程序，该上位机的程序对采集 测量的传感器信号，进行信号处理、存储、显示和绘图，通过测试，研究轮毂电机的驱动占 空比与负载扭矩、电机转速之间的函数关系，为整车控制器的扭矩分配控制提供设计依据。
本实用新型提供一种上位机程序的形式。需要说明的是，上位机（程序、内容）的形式 可以由本领域的技术人员配置。本实用新型这里是提供其中一种上位机的设计、配置方法， 供本领域的技术人员参考设计。需要说明的是，这里提供的上位机的设计方法是为了充分公 开本实用新型及其使用方法，而不是限制本实用新型的。再次需要强调的是，这里提供的上 位机程序的形式是其中一种的形式，本领域的技术人员还可以根据本实用新型设计自己的上 位机及上位机程序的内容。
图2使用本实用新型提供的进行试验的上位机的程序（控制平台）的示意图。本实用新 型提供的上位机PC采用VB语言开发程序编写了试验台架控制程序，能够手动或者可按照谱 曲线自动给定电动轮的转速、转矩等；实时显示电动轮模块的转速、扭矩、转角、滑移率等 曲线图；显示轮毂电机的电压、电流、电机温度等电机状态信息，并可保存各项有关的实验 数据。控制平台功能图如图2所示。
图3电动轮轮毂电机试验台架进行试验逻辑控制结构示意图。如图3所示，使用本实用 新型进行试验的操作方法为：
1）首先将电动垂向加载系统7的电机控制器通过USB转CAN转化器连接上位机。
2）将测功机、转矩转速传感器5和电动垂向加载系统7的压力传感器通过RS485转RS232 串口转化器与上位机相连。
3）在上位机上设置好电机控制器通讯ID、波特率等等，并选择电机控制方式，包括扭 矩控制或者转速控制。
4）选择电机的工况，包括电机正转、电机反转及电机发电。
5）输入需要控制电机以及测功机加载的数据，通过设定延时时间，实现不同数据延时 发送。
6）实验中，对车速的控制方法为比例控制，测功机将转速通过转鼓传递给电动轮。根 据测功机的转速与加载电流的线性关系，先标定模拟输出电流和测功机转速的线性比例，然 后在程序中进行按照比例关系控制模拟电压的输出，从而控制测功电机的转速，即车轮转速。 对转矩的控制方法为根据电机控制器的CAN通讯协议直接发送扭矩指令来控制电动轮模块轮 毂电机的扭矩。
7）通过测试，研究轮毂电机的驱动占空比与负载扭矩、电机转速之间的函数关系，为 整车控制器的扭矩分配控制提供设计依据。
8）通过给定电机控制器转速或转矩信号以及测功机加载电流信号，并在多次实验中采 用不同的驱动防滑策略，在实验过程中采集信号返回给上位机，上位机通过实时计算滑移率 并调节电机的转矩输出，减小单轮轮胎的滑移率，实现对单轮驱动防滑策略的研究。
本实用新型能够实现电动轮轮毂电机的机械特性、效率特性、调节特性测试，能够为驱 动防滑系统的模拟和控制策略研究提供了试验测试手段，可以用来测试电动轮电机的基本特 性，为整车控制器提供设计依据，还可以用于驱动防滑等控制算法的研究，加快研究进度， 提高研发效率并降低成本。
