1. 测试床系统架构
试验台由电源区、测试区和监控区组成。动力区主要由电机控制变频器、电气控制柜等组成；试验区主要由电动测功机、测量传感器、电动测功机冷却系统、被测齿轮箱、台架、工装及减震安装平台等组成；监控区域主要由主控计算机和电气控制柜组成。
功率区逆变器负责控制测功机的驱动电机和负载电机。驱动电机模拟被测变速箱的动力源（电机或发动机），负载电机模拟道路负载。驱动电机用于调速时，一般处于电动状态，负载电机处于发电状态。负载电机产生的电能通过变频器的直流母线反馈给驱动电机，形成内部电气封闭结构。当遇到紧急情况时，可以通过制动电阻消耗电机的动能。驱动电机和负载电机可以有多种控制方式，多种控制方式可以灵活切换，可用于驱动控制或负载控制。
测试区用于对试件进行测试。测试区的测功机可以控制速度和扭矩来模拟道路负载。负载模拟方法包括：恒扭矩控制、道路谱输入、计算道路谱、用户自定义负载谱等方法。
监控区域由主控计算机、数据采集系统、传感器信号处理系统、实时控制器、操作控制台等组成，主控计算机与测功机驱动器通过以太网等通信方式进行通信，实现负荷模拟。数据采集系统负责现场各种传感器的数据采集，数据采集系统将数据实时传输至上位机，主控计算机从实时控制器实时读取数据。监控系统对数据进行保存、显示和各种计算。系统通过振动传感器实时监测被测电机、试验台轴承座、测功机的振动状态。一旦系统出现异常，主控计算机采取相应措施，停止测功机和被测电机，防止深度故障损坏，同时记录停机前的所有数据，用户可调用分析。主控计算机预留4个CAN总线接口与被测变速箱TCU进行通信。系统为用户开发了CAN通信协议，用户可以自行编辑。
此外，系统还配备了早期故障诊断系统，可对试件进行早期故障故障诊断与分析，对试件的齿轮、轴承等旋转部件进行早期故障预警与分析。
三个测功机可独立控制，可满足减速机的测试，也可断开驱动端测功机实现动力总成测试（增加电池模拟器）；还可扩展为带混合减速器试验台的四功率测功机。
2、主要技术指标
1）扭矩测量精度：±0.05%FS~±0.1%FS
2）速度传感器脉冲分辨率：1024/600pprppr
3）扭矩控制精度：±0.5%~±1%
4）调速精度：±0.01%FS
5）测功机最大振动速度值（RSM）：≤2mm/s（独立）、≤3.5mm/s（加载）
6）中间轴承座温升：≤35℃
7）中间轴承座最大振动速度值（RSM）：≤2mm/s（独立）、≤3.5mm/s（加载）
8) 测试电机电流测量通道：4/6通道
9) 测试电机电压测量通道：4/6通道
10）功率分析仪测量精度：±（读数的0.05%/01%+量程的0.05%/0.1%）
11）数据采集系统采样率：1kHz
12) 用户数据采集系统通道：可选
13）温度测量范围：-50℃~200℃
14）振动传感器测量范围（RSM）：0~20mm/s
三、试验台主要测试项目
1）超速测试
2）传输效率测试
3）差速测试性能测试
4) 差动可靠性测试
5）速度-扭矩特性测试
6）动力总成效率测试（效率MAP，支持直流双向电源和功率分析仪，用于EV动力总成/混合动力）
7）速度控制精度测试（针对EV动力总成/混合动力）
8) 扭矩控制精度测试（EV动力总成/混合动力）
9）速度响应时间测试（针对EV动力总成/混合动力）
10) 扭矩响应时间测试（针对EV动力总成/混合动力）
11) 加速性能测试
12）电气工况测试（支持直流双向电源和功率分析仪，适用于动力总成/混合动力）
13) 发电工况测试（支持直流双向电源和功率分析仪，适用于动力总成/混合动力）
14) 振动检测
15) 噪声检测
16）路谱模拟测试
17) 疲劳试验
18) 完成动密性试验
19）试验台检测对象：额定输入功率不大于250kw的纯电动乘用车减速器，乘用车AT、DCT、AMT、CVT自动变速器。
4、电机试验台关键技术说明
4.1 高性能电动测功机
驱动电机采用小中心高的高速、低惯量电机，最小中心高为132mm，几乎可以满足变速器输入轴、输出轴间距的所有要求。
加载测功机采用低惯量同步电机或异步电机。如果需要高动态测试，建议选择极低惯量的同步电机作为加载测功机。
测功机前后轴承侧设计有振动监测，电机三相绕组和轴承设计有温度监测。
4.2 高动态实时控制系统
电机试验台监控系统采用嵌入式实时控制器控制，EtherCAT通讯可实现高动态控制。系统空载动态响应时间可达10ms以内，能够满足复杂变工况的测试。
4.3 精密机械结构
机械结构件采用高精度加工中心加工，加工精度极高，轴同轴度优于0.02mm。
4.4 精密高速轴承支撑
高速轴承支撑采用高速角接触球轴承，弹簧预紧，轴承温升不超过35℃，最高转速时振动速度小于2.5mm/s（RSM），脂润滑，免维护，可连续运行20000小时。
4.5 空间位置可调
调节方向：高度；调节范围：±50mm；调节方式：手动调节；锁紧方式：螺栓锁紧。
调节方向：高度；调节范围：±100mm；水平轴±200mm；水平径向；调节范围：±80mm；调节方式：手动调节；锁紧方式：螺栓锁紧。
4.6 完善的安全防护措施
1、实时监测测功机前后轴承及温度，实时监测测功机电流、电压，实时监测测功机转速、扭矩。
2、实时监测中高速轴承座的轴承温度和振动。
3、实时监测被测电机的振动情况。
4、安全防护罩关闭检测，与测功机形成连锁保护。
5、电控系统具有短路、漏电、断电、过流、过压等保护功能。
6、系统软件具有安全检测功能。当监测值超过阈值时，立即报警。该系统具有三级保护。
7. 对于耐久性测试，系统根据监测到的振动等历史数据自动预测趋势。当预测失败时，系统会提示用户注意。
4.7 完善的监控软件
电机测试台软件采用模块化设计架构。用户可以自定义测试流程和工况参数，实现对电机转速和扭矩的控制。系统对用户进行分类，开放不同的功能模块。系统具有开机自动校零功能。软件具有专用的传感器校准模块，用户可以定期对传感器进行校准。预留与EUT的通讯接口，实现对EUT的控制。它具有以下功能：
1.速度控制
2. 扭矩控制
3、温度监测
4.速度监控
5. 安全特性
6、具有标准的与上位机软件通讯接口
7、可对被测件及试验台进行极限监控，保证被测件的速度及异常情况能在极短的时间内
8. 恢复到安全状态
9、速度、扭矩的开环和闭环控制
10.道路模拟
实时控制器中集成了车辆道路模拟功能。车辆道路模拟功能用于实现台架上车辆的道路阻力、坡度阻力模拟和惯性模拟。这些电阻模拟可以用以下公式表示：
系统可提供各系列测功机机电惯量模拟，并根据方程模拟道路载荷：
RL = F0 + F1V X + F2V n + I dv/dt + mg *（梯度/100）
他们之中：
参数F0、F1、F2、n和x（如果有）构成道路荷载模型，可以通过多种方式获得它们。
11. 系统界面
与环境仓库通讯控制接口；
与冷却系统通讯控制接口；
与电池模拟器的通讯控制接口；
与变频器通讯控制接口；
与INCA校准系统的通讯控制接口；
4路CAN总线，可与试件通讯；
1个以太网通讯接口；
提供相应的电缆。
