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整车轴耦合测功机系统

整车轴耦合测功机测试系统由移动式低惯量电力测功机,测功机驱动器、电池模拟器、电气控制柜,测量传感器,车辆迎风冷却系统、交通实景模拟系统,主控计算机、电控柜等组成。
测功机可以进行转速和扭矩控制,用于模拟道路负载,负载模拟方式包括:恒扭控制、计算道路谱模拟,实际道路谱导入,以及用户自定义载荷谱等方式。通过功率分析仪测量被测试验车辆各能耗单元的电流、电压和功率,分析在不同使用工况下车辆的能量流,绘制整车的能量谱图。测功机采用低惯量测功机,具备极高的动态特性,可以模拟快速变化的工况,模拟不同的路面模型。通过融入交通场景仿真系统,可以真实再现不同道路工况下的实车动作,包括驾驶员的操作舒适性等。该系统还可以变换为动力总成测试系统,将电池模拟器接入动力总成驱动器,即可实现对动力总成的测试。
数量:

1. 试验台系统架构

整车轴耦合测功机测试系统由移动式低惯量电力测功机,测功机驱动器、电池模拟器、电气控制柜,测量传感器,车辆迎风冷却系统、交通实景模拟系统,主控计算机、电控柜等组成。


测功机可以进行转速和扭矩控制,用于模拟道路负载,负载模拟方式包括:恒扭控制、计算道路谱模拟,实际道路谱导入,以及用户自定义载荷谱等方式。通过功率分析仪测量被测试验车辆各能耗单元的电流、电压和功率,分析在不同使用工况下车辆的能量流,绘制整车的能量谱图。测功机采用低惯量测功机,具备极高的动态特性,可以模拟快速变化的工况,模拟不同的路面模型。通过融入交通场景仿真系统,可以真实再现不同道路工况下的实车动作,包括驾驶员的操作舒适性等。该系统还可以变换为动力总成测试系统,将电池模拟器接入动力总成驱动器,即可实现对动力总成的测试。


轴耦合测功机采用柔性化设计,每台测功机采用可以移动方式,测功机与车辆轮毂采用快速连接结构,用户可以短时快速的完成车辆与测功机的连接。测功机托盘支架采用万向轮支承,可以方便移动,同时,还可以模拟实际转向功能。


与车辆轮毂连接发法兰轴采用中空结构,最大程度的降低轴的轴系的转动惯量,提高测功机系统的动态响应能力。该法兰与车辆轮毂中间设计有过渡连接法兰,该法兰也采用减重设计,降低转动惯量。


2. 轴耦合测功机功能

轴耦合测功机为柔性测试系统,具备非常高的自由度,用户可以任意组合测试,可以进行四驱、两驱整车测试,也可以分开做电驱动动力总成测试。轴耦合测功机采用极低惯量的电机,同时采用实时以太网通讯控制,具备极高的动态响应速度,可完成负载的动态交变工况测试。轴耦合测功机系统具备以下功能:

1.      整车耐久测试

2.      整车能量流测试

3.      整车能耗测试

4.      整车加速能力测试

5.      整车道路模拟测试

6.      整车制动性能测试

7.      整车万有特性测试

8.      司机在环测试

9.      整车故障检测

10.   整车控制策略开发及标定

11.   整车一致性测试

12.   整车制动能量回收测试

13.   动力总成效率测试

14.   动力总成转速扭矩特性试验

15.   动力总成温升试验

16.   动力总成控制器控制策略开发验证试验

17.   动力总成制动再生能量回馈试验

18.   动力总成外特性试验

19.   动力总成的开发匹配优化试验

20.   动力总成的性能测试以及标定试验

21.   效率Map测取试验

22.   加速响应试验

23.   转矩响应试验

24.   稳态循环加载耐久试验

3. 轴耦合测功机选型规格

 

4. 整车能量流测试系统技术说明

纯电动汽车续驶里程测试将采用中国工况GB/T 18386《电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法》标准确定将采用中国工况代替欧洲的NEDC工况作为测试工况,并将引入高低温测试规程。


整车能量流测试:

1)      能量传递路径:

基于具体的整车构型、工况及工作模式,能量由动力源至轮端的流向性能量产生、传递/转换过程

2)      能量传递效率/损耗:

能量传递路径中,存在损失的系统、部件,以及对应的能耗形式针对能耗系统、部件,量化的能耗分布。


来自EPA的数据:


整车能量流测试的关键点在于测量的准确性和不同能耗部件测量的同步性,以及车况模拟的真实性。

为提高电能测量的准确性,需配置高精度的功率分析仪和互感器,采用具备高精度同步时钟功能的功率分析仪,对各个传感器信号进行同步采集测量。


整车能量流测试:

电动车的能量流分析-制动能量回收:


9. 软件系统

软件系统主要包括分为以下几部分:


★试验管理软件:试验前试验基本参数以及有关控制参数的设置,生成试验信息文件,被试验主控软件调用。

试验过程中通过与实时控制计算机的交互,自动管理试验过程,实现对指定的实时信息的处理等。

试验完成后,生成试验报告、试验记录检索、数据后处理等。


★试验台实时控制软件:通过闭环控制传感信息的获取,以及通过与试验管理计算机交互获取上层解算好的控制参数,并做必要的下层计算,实现对驱动和加载电机的转速、转矩的实时闭环控制和对其它辅助设施的实时控制。


★人机交互处理软件:集成同一台机上主要信息的统一人机交互界面;实时显示试验进程、主要试验数据、被试件和试验台的状态等信息。


★试验数据采集与后处理软件:系统提供数据的各种数学运算,包括加减乘除、积分、微分、最大值、最小值、峰值、RMS、均值、求和等等。


所用软件系统均采用模块化设计思想,具有良好的灵活性和可扩展性。软件主要功能模块有:主程序框架模块、系统控制模块、数据采集模块、数据记录模块、数据分析模块、数据显示模块、通讯模块、数据回放模块、打印处理模块、传感器标定模块、功能设置模块、帮助文档模块及数据后处理分析模块等。

5.1 主试验界面

车辆经过损失标定和滑行测试后,再进行正式测试,此时的测功机模拟负载与车辆道路负载相近。



5.2 摩擦损失标定

在用户开始使用设备进行测试之前,设备需要一个有效的摩擦标定(超过摩擦标定中对应的某个速度,才会使用设备)。用户可通过显示标定状态的的表盘控制页进行标定状态检查。


无论车辆在不在装备上,用户都可进行摩擦标定,但此时系统无法在装备摩擦损失和车辆损失之间做出区别。因此,用户需要对每辆新车做新的损失标定。推荐做车辆不在装备上的摩擦标定。


同时用户需要考虑到摩擦损失会随环境温度的变化而变化。因此在摩擦标定或者测试之前需要预热设备并且保持它的温度直到测试结束。



5.3 车辆损失标定

当车辆损失标定完成以后,页面会自动更新显示最大标定速度。由摩擦损失标定可类推车辆损失标定。显示的最大标定速度是摩擦标定速度和车辆损失标定速度中的低值。



5.4 基础惯量标定

基础惯量标定用于标定试验台的基础惯量,包括:转鼓、传动轴、电机等各传动系统的总转动惯量,基础惯量标定是试验台正确运行的必要条件。

5.5 滑行测试

在滑行过程中,系统先加速设备到滑行要求的最大速度之上,然后进入道路模拟模式来模拟道路环境直到设备低于滑行要求的最低速度,当经过指定的转速点的时候,此时的时间将被记录。通过计算滑过指定滑行距离的时间和平均减速力等,系统可精确计算出道路模拟。用户可在滑行结果页面中找到此信息。

5.6 道路负载模拟

系统可提供各系列测功机电惯量模拟,并且根据方程式模拟道路负载:

RL = F0 + F1VX + F2Vn + I dv/dt + mg * (Grad/100)

其中:

1

参数F0、F1、F2、 n 和 x(如果有)组成道路负载模型,他们可通过多种方法获得


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