一種新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)
閱讀：1033發(fā)布：2020-10-28
專利匯可以提供一種新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 提供了一種新 能源 汽車 電機(jī) 及 控制器 的測(cè)試系統(tǒng)，包括雙向直流電源、穩(wěn)壓直流電源、 變頻器 、被測(cè)電機(jī)控制器、被測(cè)汽車電機(jī)、上位機(jī)和功率分析儀，外部三相電源輸入到雙相直流電源，雙相直流電源引出兩路直流 母線 電源，一路通過(guò)繼電器Ⅰ與變頻器連接，另一路通過(guò)繼電器Ⅱ與穩(wěn)壓直流電源連接；所述變頻器的輸出三相電源線連接到負(fù)載變頻電機(jī)；所述穩(wěn)壓直流電源的輸出直流可調(diào) 電壓 電源線與被測(cè)電機(jī)控制器連接，被測(cè)電機(jī)控制器的輸出三相電源線與被測(cè)汽車電機(jī)連接，在被測(cè)電機(jī)控制器與被測(cè)汽車電機(jī)之間還連接有 水 冷系統(tǒng)。本發(fā)明功能豐富、測(cè)試效率高、運(yùn)行能耗低，適用于新能源汽車電機(jī)的及控制器批產(chǎn)測(cè)試。，下面是一種新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)專利的具體信息內(nèi)容。
1.一種新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：包括雙向直流電源、穩(wěn)壓直流電源、變頻器、被測(cè)電機(jī)控制器、被測(cè)汽車電機(jī)、上位機(jī)和功率分析儀，外部三相電源輸入到雙相直流電源，雙相直流電源引出兩路直流母線電源，一路通過(guò)繼電器Ⅰ與變頻器連接，另一路通過(guò)繼電器Ⅱ與穩(wěn)壓直流電源連接；所述變頻器的輸出三相電源線連接到負(fù)載變頻電機(jī)；所述穩(wěn)壓直流電源的輸出直流可調(diào)電壓電源線與被測(cè)電機(jī)控制器連接，被測(cè)電機(jī)控制器的輸出三相電源線與被測(cè)汽車電機(jī)連接，在被測(cè)電機(jī)控制器與被測(cè)汽車電機(jī)之間還連接有水冷系統(tǒng)；所述被測(cè)汽車電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與負(fù)載變頻電機(jī)同軸連接；所述功率分析儀的電壓、電流傳感器分別與被測(cè)電機(jī)控制器的輸入直流母線和輸出三相交流電源線連接，功率分析儀的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器安裝到聯(lián)軸器上；所述上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)分別與雙向直流電源、穩(wěn)壓直流電源、功率分析儀連接，通過(guò)以太網(wǎng)和溫度測(cè)量?jī)x與被測(cè)汽車電機(jī)連接，通過(guò)CAN總線與被測(cè)汽車電機(jī)控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述上位機(jī)為L(zhǎng)abview上位機(jī)，與SQL數(shù)據(jù)庫(kù)相連，將測(cè)試結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫(kù)文件中，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，生成word和Excel電機(jī)測(cè)試報(bào)告；
所述上位機(jī)用于顯示功率分析儀、溫度測(cè)量?jī)x和轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器發(fā)來(lái)測(cè)試信號(hào)，通過(guò)以太網(wǎng)控制變頻器、穩(wěn)壓直流電源和水冷系統(tǒng)的運(yùn)行，通過(guò)CAN總線與被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行通信，通過(guò)修改DBC文件實(shí)現(xiàn)對(duì)不同CAN通信協(xié)議的被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行控制和檢測(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度測(cè)量?jī)x為PT100溫度測(cè)量?jī)x，并通過(guò)以太網(wǎng)將測(cè)試信號(hào)通過(guò)串口轉(zhuǎn)發(fā)送給上位機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述雙向直流電源給負(fù)載變頻電機(jī)和穩(wěn)壓直流電源供電，并根據(jù)被測(cè)汽車電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)的工作狀態(tài)發(fā)電，讓電能回饋到直流母線電源。
5.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述穩(wěn)壓直流電源給被測(cè)電機(jī)控制器供電，其功率和電壓范圍設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述變頻器驅(qū)動(dòng)負(fù)載變頻電機(jī)，負(fù)載變頻電機(jī)作為被測(cè)電機(jī)的負(fù)載，負(fù)載的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述功率分析儀檢測(cè)被測(cè)汽車電機(jī)的三相繞組的電壓、電流，和被測(cè)電機(jī)控制器輸入母線的電壓、電流，并將測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給上位機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述扭矩、轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)被測(cè)汽車電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩信號(hào)，并將測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給上位機(jī)。
9.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述水冷系統(tǒng)給被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行散熱，水冷系統(tǒng)的溫度和流量設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
10.如權(quán)利要求1所述的新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述被測(cè)汽車控制器、繼電器Ⅰ、繼電器Ⅱ控制直流穩(wěn)壓電源、變頻器、聯(lián)軸器、水冷系統(tǒng)的啟停，被測(cè)汽車控制器操作由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
一種新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù)
[0002] 新能源汽車以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大加速快、無(wú)尾氣排放噪聲小、且可以能量回饋，逐漸成為現(xiàn)代汽車的發(fā)展方向。
[0003] 電動(dòng)汽車由三大核心部件組成：整車控制器(Vehicle?Control?Unit,簡(jiǎn)稱VCU)、電機(jī)控制系統(tǒng)(Moter?Control?Unit,簡(jiǎn)稱MCU)、電池管理系統(tǒng)(Battery?Management?System,簡(jiǎn)稱BMS)。整車控制器與電機(jī)控制MCU、電池管理系統(tǒng)BMS、儀表之間的通訊是采用CAN總線。電機(jī)的請(qǐng)求轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和溫度等信號(hào)都是通過(guò)CAN總線傳輸。
[0004] 其次，新能源汽車電機(jī)有別于工業(yè)用途電機(jī)，首先是工作環(huán)境惡劣，隨著車輛行駛到不同地方，顛簸震動(dòng)、寒暑溫差、電壓波動(dòng)等；其次在性能上要求電機(jī)調(diào)速范圍廣：低速時(shí)大轉(zhuǎn)矩，高速時(shí)弱磁，還要經(jīng)常在四象限交替運(yùn)行；最后是電磁環(huán)境差，新能源汽車采用智能輔助駕駛系統(tǒng)配備各類傳感器發(fā)出的信號(hào)，還有各類移動(dòng)通訊信號(hào)，信號(hào)繁多相互干擾幾率大。所以新能源汽車電機(jī)在裝車前要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試：除了常規(guī)測(cè)量電機(jī)的基本機(jī)械特性和效率曲線之外，還需要測(cè)量電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行和堵轉(zhuǎn)時(shí)溫升、四象限交替運(yùn)行性能、汽車環(huán)境測(cè)試、模擬整車控制器CAN總線收發(fā)信息等。
[0005] 在傳統(tǒng)的電機(jī)測(cè)功系統(tǒng)中，需要人工調(diào)節(jié)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，還需要多人同時(shí)記錄直流電源信息、控制器輸出三相電信息和電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩信息，耗費(fèi)大量的人工和時(shí)間，并且由于人員配合不當(dāng)會(huì)帶來(lái)很大誤差。特別在一些能量消耗型的測(cè)功實(shí)驗(yàn)中，還需要配備通風(fēng)散熱系統(tǒng)，成本和能耗進(jìn)一步增加。由于電動(dòng)汽車電機(jī)的功率比較大，不適宜采用能量消耗型測(cè)功機(jī)進(jìn)行測(cè)試；同時(shí)新能源汽車電機(jī)工作電壓屬于高電壓范圍，人工調(diào)節(jié)負(fù)載轉(zhuǎn)矩存在危險(xiǎn)因素。
[0006] 在現(xiàn)有技術(shù)中，公開號(hào)為CN102520354A的中國(guó)專利公開了一種基于Labview平臺(tái)的異步電機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，其功能只能測(cè)試電機(jī)的輸入電能和輸出力能特性，沒(méi)有涉及到控制器，工控機(jī)通過(guò)信號(hào)采用卡讀取測(cè)試數(shù)據(jù)；公開號(hào)為CN201610625986A的中國(guó)專利公開了一種基于LabVIEW的電機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)及方法，采用磁滯式測(cè)功機(jī)，不能實(shí)現(xiàn)能量回饋，被測(cè)電機(jī)需要連接外部控制器；公開號(hào)為CN201964998U的中國(guó)專利公開了一種交流電力測(cè)功機(jī)，上位機(jī)通過(guò)RS485總線與測(cè)功機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，不能控制采用CAN總線的新能源汽車電機(jī)；公開號(hào)為CN201903448U的中國(guó)專利公開了一種動(dòng)力電機(jī)測(cè)試平臺(tái)，測(cè)功機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)與仿真平臺(tái)連接，并連接電池、加速踏板和制動(dòng)踏板，模擬整車的功能，其主要目的是為整車提供系統(tǒng)解決方案和驗(yàn)證方案，并未涉及電機(jī)的具體性能測(cè)試。
[0007] 綜上所述，以上專利都未同時(shí)測(cè)量電機(jī)和控制器的性能，測(cè)試系統(tǒng)也不能通過(guò)CAN總線控制汽車電機(jī)，有的雖然能保存數(shù)據(jù)和波形，但不能生成測(cè)試報(bào)告。
發(fā)明內(nèi)容
[0008] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)。
[0009] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。
[0010] 本發(fā)明提供的一種新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，包括雙向直流電源、穩(wěn)壓直流電源、變頻器、被測(cè)電機(jī)控制器、被測(cè)汽車電機(jī)、上位機(jī)和功率分析儀，外部三相電源輸入到雙相直流電源，雙相直流電源引出兩路直流母線電源，一路通過(guò)繼電器Ⅰ與變頻器連接，另一路通過(guò)繼電器Ⅱ與穩(wěn)壓直流電源連接；所述變頻器的輸出三相電源線連接到負(fù)載變頻電機(jī)；所述穩(wěn)壓直流電源的輸出直流可調(diào)電壓電源線與被測(cè)電機(jī)控制器連接，被測(cè)電機(jī)控制器的輸出三相電源線與被測(cè)汽車電機(jī)連接，在被測(cè)電機(jī)控制器與被測(cè)汽車電機(jī)之間還連接有水冷系統(tǒng)；所述被測(cè)汽車電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與負(fù)載變頻電機(jī)同軸連接；所述功率分析儀的電壓、電流傳感器分別與被測(cè)電機(jī)控制器的輸入直流母線和輸出三相交流電源線連接，功率分析儀的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器安裝到聯(lián)軸器上；所述上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)分別與雙向直流電源、穩(wěn)壓直流電源、功率分析儀連接，通過(guò)以太網(wǎng)和溫度測(cè)量?jī)x與被測(cè)汽車電機(jī)連接，通過(guò)CAN總線與被測(cè)汽車電機(jī)控制器連接。
[0011] 所述上位機(jī)為L(zhǎng)abview上位機(jī)，與SQL數(shù)據(jù)庫(kù)相連，將測(cè)試結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫(kù)文件中，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，生成word和Excel電機(jī)測(cè)試報(bào)告；
[0012] 所述上位機(jī)用于顯示功率分析儀、溫度測(cè)量?jī)x和轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器發(fā)來(lái)測(cè)試信號(hào)，通過(guò)以太網(wǎng)控制變頻器、穩(wěn)壓直流電源和水冷系統(tǒng)的運(yùn)行，通過(guò)CAN總線與被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行通信，通過(guò)修改DBC文件實(shí)現(xiàn)對(duì)不同CAN通信協(xié)議的被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行控制和檢測(cè)。
[0013] 所述溫度測(cè)量?jī)x為PT100溫度測(cè)量?jī)x，并通過(guò)以太網(wǎng)將測(cè)試信號(hào)通過(guò)串口轉(zhuǎn)發(fā)送給上位機(jī)。
[0014] 所述雙向直流電源給負(fù)載變頻電機(jī)和穩(wěn)壓直流電源供電，并根據(jù)被測(cè)汽車電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)的工作狀態(tài)發(fā)電，讓電能回饋到直流母線電源。
[0015] 所述穩(wěn)壓直流電源給被測(cè)電機(jī)控制器供電，其功率和電壓范圍設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
[0016] 所述變頻器驅(qū)動(dòng)負(fù)載變頻電機(jī)，負(fù)載變頻電機(jī)作為被測(cè)電機(jī)的負(fù)載，負(fù)載的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
[0017] 所述功率分析儀檢測(cè)被測(cè)汽車電機(jī)的三相繞組的電壓、電流，和被測(cè)電機(jī)控制器輸入母線的電壓、電流，并將測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給上位機(jī)。
[0018] 所述扭矩、轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)被測(cè)汽車電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩信號(hào)，并將測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給上位機(jī)。
[0019] 所述水冷系統(tǒng)給被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行散熱，水冷系統(tǒng)的溫度和流量設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
[0020] 所述被測(cè)汽車控制器、繼電器Ⅰ、繼電器Ⅱ控制直流穩(wěn)壓電源、變頻器、聯(lián)軸器、水冷系統(tǒng)的啟停，被測(cè)汽車控制器操作由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
[0021] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0022] 1.通過(guò)以太網(wǎng)路由器將各個(gè)部件聯(lián)絡(luò)在以太網(wǎng)上，相比常用的RS232和RS485通信方式，提高數(shù)據(jù)通信和控制速度；
[0023] 2.上位機(jī)通過(guò)修改DBC文件就能與不同CAN總線協(xié)議的新能源汽車電機(jī)控制器進(jìn)行通信，測(cè)試的電機(jī)和控制器種類增多；
[0024] 3.上位機(jī)通過(guò)鏈接SQL數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)和波形的顯示、保存、讀取已存數(shù)據(jù)、生成測(cè)試報(bào)告等功能；
[0025] 4.任一時(shí)刻被測(cè)電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)總有一個(gè)工作在發(fā)電狀態(tài)，通過(guò)共用直流母線實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)部電能回饋，減少測(cè)試系統(tǒng)對(duì)外部電能的消耗；
[0027] 圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的連接示意圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明上位機(jī)操作界面圖；
[0029] 圖3是本發(fā)明的操作流程圖；
[0030] 圖4是本發(fā)明針對(duì)不同CAN總線通信協(xié)議被測(cè)電機(jī)控制器修改DBC文件操作界面圖；
[0031] 圖5是本發(fā)明被測(cè)電機(jī)控制器的操作界面圖；
[0032] 圖6是本發(fā)明穩(wěn)壓直流電源設(shè)置界面圖。
具體實(shí)施方式
[0033] 下面進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0034] 如圖1所示，一種新能源汽車電機(jī)及控制器的測(cè)試系統(tǒng)，包括雙向直流電源、穩(wěn)壓直流電源、變頻器、被測(cè)電機(jī)控制器(PLC)、被測(cè)汽車電機(jī)、上位機(jī)和功率分析儀，外部三相電源輸入到雙相直流電源，雙相直流電源引出兩路直流母線電源，一路通過(guò)繼電器Ⅰ(即繼電器1)與變頻器連接，另一路通過(guò)繼電器Ⅱ(即繼電器2)與穩(wěn)壓直流電源連接；所述變頻器的輸出三相電源線連接到負(fù)載變頻電機(jī)；所述穩(wěn)壓直流電源的輸出直流可調(diào)電壓電源線與被測(cè)電機(jī)控制器連接，被測(cè)電機(jī)控制器的輸出三相電源線與被測(cè)汽車電機(jī)連接，在被測(cè)電機(jī)控制器與被測(cè)汽車電機(jī)之間還連接有水冷系統(tǒng)；所述被測(cè)汽車電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與負(fù)載變頻電機(jī)同軸連接，在高溫高速情況下，聯(lián)軸器通過(guò)風(fēng)扇散熱；所述功率分析儀的電壓、電流傳感器分別與被測(cè)電機(jī)控制器的輸入直流母線和輸出三相交流電源線連接，功率分析儀的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器安裝到聯(lián)軸器上；所述上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)分別與雙向直流電源、穩(wěn)壓直流電源、功率分析儀連接，通過(guò)以太網(wǎng)和溫度測(cè)量?jī)x與被測(cè)汽車電機(jī)連接，通過(guò)CAN總線與被測(cè)汽車電機(jī)控制器連接。
[0035] 所述上位機(jī)為L(zhǎng)abview上位機(jī)，與SQL數(shù)據(jù)庫(kù)相連，將測(cè)試結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫(kù)文件中，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，生成word和Excel電機(jī)測(cè)試報(bào)告；
[0036] 所述上位機(jī)用于顯示功率分析儀、溫度測(cè)量?jī)x和轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器發(fā)來(lái)測(cè)試信號(hào)，通過(guò)以太網(wǎng)控制變頻器、穩(wěn)壓直流電源和水冷系統(tǒng)的運(yùn)行，通過(guò)CAN總線與被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行通信，通過(guò)修改DBC文件實(shí)現(xiàn)對(duì)不同CAN通信協(xié)議的被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行控制和檢測(cè)。
[0037] 進(jìn)一步地，上位機(jī)的功能和測(cè)試內(nèi)容包括：被測(cè)汽車電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速特性及效率特性試驗(yàn)、被測(cè)電機(jī)控制器過(guò)載能力試驗(yàn)、被測(cè)電機(jī)控制器堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)、超速試驗(yàn)、發(fā)電試驗(yàn)、電壓波動(dòng)試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)和被測(cè)汽車電機(jī)最高工作轉(zhuǎn)速測(cè)試。
[0038] 所述溫度測(cè)量?jī)x為PT100溫度測(cè)量?jī)x，并通過(guò)以太網(wǎng)將測(cè)試信號(hào)通過(guò)串口轉(zhuǎn)發(fā)送給上位機(jī)。
[0039] 進(jìn)一步地，PT100溫度測(cè)量?jī)x檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位溫度，包括聯(lián)軸器、被測(cè)汽車電機(jī)的繞組、雙向直流電源的內(nèi)部器件等，并將測(cè)試信號(hào)通過(guò)串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)發(fā)送給上位機(jī)。
[0040] 所述雙向直流電源給負(fù)載變頻電機(jī)和穩(wěn)壓直流電源供電，并根據(jù)被測(cè)汽車電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)的工作狀態(tài)發(fā)電，讓電能回饋到直流母線電源。
[0041] 進(jìn)一步地，雙向直流電源一方面將外部三相交流電整流成為直流電源，供給負(fù)載變頻電機(jī)的控制器和穩(wěn)壓直流電源；另一方面，根據(jù)被測(cè)汽車電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)的工作狀態(tài)(任一時(shí)刻被測(cè)汽車電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)總有一個(gè)工作在發(fā)電狀態(tài))發(fā)電，電能回饋到直流母線電源，能有效提高能量利用率，減少測(cè)試系統(tǒng)對(duì)外部電能的消耗。
[0042] 所述穩(wěn)壓直流電源給被測(cè)電機(jī)控制器供電，其功率和電壓范圍設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
[0043] 所述變頻器驅(qū)動(dòng)負(fù)載變頻電機(jī)，負(fù)載變頻電機(jī)作為被測(cè)電機(jī)的負(fù)載，負(fù)載的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
[0044] 所述功率分析儀檢測(cè)被測(cè)汽車電機(jī)的三相繞組的電壓、電流，和被測(cè)電機(jī)控制器輸入母線的電壓、電流，并將測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給上位機(jī)。
[0045] 所述扭矩、轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)被測(cè)汽車電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩信號(hào)，并將測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給上位機(jī)。
[0046] 所述水冷系統(tǒng)給被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行散熱，水冷系統(tǒng)的溫度和流量設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
[0047] 所述被測(cè)汽車控制器、繼電器Ⅰ、繼電器Ⅱ控制直流穩(wěn)壓電源、變頻器、聯(lián)軸器、水冷系統(tǒng)的啟停，被測(cè)汽車控制器操作由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
[0048] 優(yōu)選的，以太網(wǎng)將上位機(jī)、變頻器、直流穩(wěn)壓電源、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器、被測(cè)電機(jī)控制器、溫度測(cè)量?jī)x連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用MODBUS協(xié)議。
[0049] 實(shí)施例1
[0050] 如上所述，本發(fā)明測(cè)試分為以下幾個(gè)部分：
[0051] 1.測(cè)試功能部分
[0052] 對(duì)被測(cè)汽車電機(jī)的性能測(cè)試主要包括輸入電能信息和輸出力能信息的測(cè)量，本發(fā)明通過(guò)功率分析儀測(cè)量被測(cè)汽車電機(jī)的輸入電能信息，通過(guò)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器測(cè)量被測(cè)汽車電機(jī)的輸出力能信息；通過(guò)功率分析儀對(duì)被測(cè)電機(jī)控制器的輸入電能信息進(jìn)行測(cè)量。
[0053] 具體的，功率分析儀直接測(cè)量被測(cè)汽車電機(jī)的三相繞組的輸入電壓、電流，間接測(cè)量被測(cè)汽車電機(jī)的三種功率(有功、無(wú)功、總功)、功率因素、效率、頻率和諧波分析等；同時(shí)，功率分析儀直接測(cè)量被測(cè)電機(jī)控制器的輸入電壓、電流，計(jì)算出效率。
[0054] 進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器測(cè)量被測(cè)汽車電機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的波形和數(shù)值，功率分析儀和轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器的測(cè)試數(shù)據(jù)都通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送到上位機(jī)。
[0055] 本發(fā)明所述pt100溫度測(cè)量?jī)x檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位溫度，包括聯(lián)軸器、電機(jī)繞組、雙向直流電源內(nèi)部器件等，并將測(cè)試信號(hào)通過(guò)串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)發(fā)送給上位機(jī)。
[0056] 2.測(cè)功機(jī)(負(fù)載)部分
[0057] 聯(lián)軸器將被測(cè)汽車電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)同軸相連，變頻器驅(qū)動(dòng)負(fù)載變頻電機(jī)，上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)給變頻器發(fā)送控制信號(hào)，控制負(fù)載變頻電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，作為被測(cè)汽車電機(jī)的負(fù)載。
[0058] 進(jìn)一步地，變頻器的啟停控制是通過(guò)被測(cè)電機(jī)控制器通斷繼電器1和繼電器2實(shí)現(xiàn)的，控制命令由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送。
[0059] 進(jìn)一步地，水冷系統(tǒng)給被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行散熱，水冷系統(tǒng)的溫度和流量設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)。
[0060] 3.電源部分
[0061] 雙向直流電源一方面將外部三相交流電整流成為直流電源，供給變頻器和穩(wěn)壓直流電源；另一方面，根據(jù)被測(cè)汽車電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)的工作狀態(tài)(任一時(shí)刻，被測(cè)汽車電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)總有一個(gè)工作在發(fā)電狀態(tài))，通過(guò)共用直流母線實(shí)現(xiàn)電能回饋。
[0062] 穩(wěn)壓直流電源給被測(cè)電機(jī)控制器供電，穩(wěn)壓直流電源的功率和電壓范圍設(shè)置由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送控制信號(hào)，穩(wěn)壓直流電源的啟?？刂剖峭ㄟ^(guò)被測(cè)電機(jī)控制器通斷繼電器1和繼電器2實(shí)現(xiàn)的，控制命令由上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送。
[0063] 4.上位機(jī)與通信部分
[0064] 上位機(jī)是基于Labview開發(fā)的控制軟件，主要功能包括：顯示功率分析儀和轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)來(lái)測(cè)試信號(hào)，通過(guò)以太網(wǎng)控制變頻器、穩(wěn)壓直流電源和水冷系統(tǒng)的運(yùn)行，通過(guò)CAN總線向被測(cè)電機(jī)控制器收發(fā)數(shù)據(jù)。
[0065] 其次，以太網(wǎng)將上位機(jī)、變頻器、穩(wěn)壓直流電源、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器、被測(cè)電機(jī)控制器、溫度測(cè)量?jī)x連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用MODBUS協(xié)議。
[0066] 被測(cè)電機(jī)控制器與整車控制器之間采用CAN總線通信，在對(duì)新能源汽車的電機(jī)及控制器測(cè)試時(shí)需要模擬整車控制器發(fā)送控制命令，不同車型的CAN總線通信協(xié)議不同。
[0067] 優(yōu)選的，上位機(jī)模擬整車控制器功能，通過(guò)修改DBC文件來(lái)匹配不同協(xié)議的電機(jī)控制器，通過(guò)CAN總線給電機(jī)控制器發(fā)送轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速請(qǐng)求命令，并接受被測(cè)電機(jī)控制器返回的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、溫度和運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志信號(hào)。
[0068] 進(jìn)一步地，基于Labview開發(fā)的上位機(jī)，與SQL數(shù)據(jù)庫(kù)相連，將測(cè)試結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫(kù)文件里，上位機(jī)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，可以生成word和Excel電機(jī)測(cè)試報(bào)告。
[0069] 實(shí)施例2
[0070] 如上所述，本發(fā)明的測(cè)試內(nèi)容如下：
[0071] 1.被測(cè)汽車電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速特性及效率特性試驗(yàn)
[0072] (1)將被測(cè)汽車電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器聯(lián)接，并在中間安裝轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速傳感器；
[0073] (2)通過(guò)被測(cè)電機(jī)控制器給被測(cè)汽車電機(jī)供電，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器控制負(fù)載變頻電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩調(diào)和轉(zhuǎn)速，給被測(cè)汽車電機(jī)進(jìn)行加載；
[0074] (3)均勻選擇被測(cè)汽車電機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的多個(gè)(通常10個(gè)以上)轉(zhuǎn)速點(diǎn)，對(duì)于額定轉(zhuǎn)速以下的轉(zhuǎn)速點(diǎn)施加額定轉(zhuǎn)矩，對(duì)于額定轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速點(diǎn)施加額定功率進(jìn)行試驗(yàn)；
[0075] (4)上位機(jī)實(shí)時(shí)采集被測(cè)電機(jī)控制器的輸入功率、被測(cè)汽車電機(jī)的輸入功率和輸出轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速曲線，并實(shí)時(shí)繪制負(fù)載特性曲線，記錄并保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0076] 2.被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器過(guò)載能力試驗(yàn)
[0077] 根據(jù)被測(cè)汽車電機(jī)的實(shí)驗(yàn)要求，通過(guò)控制負(fù)載變頻電機(jī)的輸出力矩和加載時(shí)間來(lái)設(shè)置過(guò)載倍數(shù)和持續(xù)時(shí)間，通過(guò)負(fù)載變頻電機(jī)施加非周期性過(guò)載，檢查被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器是否有異常。
[0078] 3.被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)
[0079] 被測(cè)汽車電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)：被測(cè)汽車電機(jī)外加額定電壓，轉(zhuǎn)速為0時(shí)，輸出扭矩不為0。
[0080] 其次，為防止轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，在被測(cè)汽車電機(jī)軸上安裝堵轉(zhuǎn)工裝，通過(guò)被測(cè)電機(jī)控制器調(diào)節(jié)被測(cè)汽車電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，按施加被測(cè)試汽車電機(jī)所需堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行試驗(yàn)。電流、電壓、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩傳感器自動(dòng)測(cè)量堵轉(zhuǎn)電壓、堵轉(zhuǎn)電流、堵轉(zhuǎn)損耗及堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。測(cè)量堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩時(shí)，改變定子、轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置，沿轉(zhuǎn)子圓周均勻等分測(cè)取5點(diǎn)，取測(cè)量中堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的最小值。由于被測(cè)汽車電機(jī)是在不轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行試驗(yàn)，被測(cè)汽車電機(jī)相繞組電流很大，被測(cè)汽車電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，所以要盡量縮短試驗(yàn)時(shí)間，以免對(duì)被測(cè)汽車電機(jī)造成損壞，試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)視被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器的溫升。
[0081] 4.超速試驗(yàn)
[0082] 被測(cè)汽車電機(jī)超速試驗(yàn)是在短時(shí)間內(nèi)提高被測(cè)汽車電機(jī)頻率和轉(zhuǎn)速，看被測(cè)汽車電機(jī)是否會(huì)出顯有害變形，主要目的是檢查被測(cè)汽車電機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度。
[0083] 此試驗(yàn)在被測(cè)汽車電機(jī)冷態(tài)下(被測(cè)汽車電機(jī)繞組是自然溫度或接近自然溫度)進(jìn)行，通過(guò)調(diào)節(jié)被測(cè)電機(jī)控制器，使被測(cè)汽車電機(jī)在1.2倍最高工作轉(zhuǎn)速運(yùn)行，試驗(yàn)持續(xù)2分鐘，檢查被測(cè)汽車電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)是否發(fā)生有害變形。
[0084] 5.發(fā)電試驗(yàn)
[0085] 新能源汽車電機(jī)在下坡或剎車時(shí)需要進(jìn)行能量回饋。發(fā)電試驗(yàn)時(shí)，由負(fù)載變頻電機(jī)拖動(dòng)被測(cè)汽車電機(jī)在發(fā)電工況下運(yùn)行，被測(cè)汽車三相繞組輸出三相交流電給被測(cè)電機(jī)控制器，被測(cè)電機(jī)控制器的直流母線端連接穩(wěn)壓直流電源，通過(guò)共用直流母線將能量提供給變頻器，減少測(cè)試系統(tǒng)對(duì)外部的電能消耗。
[0086] 6.電壓波動(dòng)試驗(yàn)
[0087] 新能源汽車的電池電壓在車輛運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，所以被測(cè)汽車電機(jī)必須測(cè)試在電壓波動(dòng)時(shí)的性能。
[0088] 電壓波動(dòng)試驗(yàn)在負(fù)載狀態(tài)下進(jìn)行，通過(guò)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓直流電源的輸出電壓，被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器在電源電壓為120％額定電壓值下，檢測(cè)被測(cè)汽車電機(jī)和被測(cè)電機(jī)控制器是否能承受最大電流穩(wěn)定運(yùn)行；再通過(guò)調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源輸出，被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器在電源電壓降為75％額定電壓時(shí)，檢測(cè)被測(cè)汽車電機(jī)和被測(cè)電機(jī)控制器是否能承受最大電流穩(wěn)定運(yùn)行。
[0089] 7.溫升試驗(yàn)
[0090] 溫升實(shí)驗(yàn)是被測(cè)汽車電機(jī)按規(guī)定的工作制運(yùn)行，測(cè)試被測(cè)汽車電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的最高溫度。
[0091] 通過(guò)調(diào)節(jié)被測(cè)電機(jī)控制器和負(fù)載變頻電機(jī)/測(cè)功機(jī)使被測(cè)汽車電機(jī)在額定電壓和額定負(fù)載下運(yùn)行，此時(shí)水冷系統(tǒng)應(yīng)工作。
[0092] 汽車，測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)溫度測(cè)量?jī)x實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被測(cè)汽車電機(jī)的繞組、鐵心、軸承等部位的溫升，當(dāng)被測(cè)汽車電機(jī)發(fā)熱部件溫升穩(wěn)定，立即記錄被測(cè)汽車電機(jī)各個(gè)部位的溫升，上位機(jī)可自動(dòng)判斷是否合格。
[0093] 8.被測(cè)汽車電機(jī)最高工作轉(zhuǎn)速測(cè)試
[0094] 最高工作轉(zhuǎn)速測(cè)試時(shí)，調(diào)節(jié)被測(cè)電機(jī)控制器，使被測(cè)汽車電機(jī)運(yùn)行最高工作轉(zhuǎn)速，并根據(jù)恒功率公式計(jì)算得出被測(cè)汽車電機(jī)此時(shí)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，調(diào)節(jié)負(fù)載變頻電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩給被測(cè)汽車電機(jī)持續(xù)施加載3分鐘，檢查被測(cè)汽車電機(jī)系統(tǒng)是否能穩(wěn)定運(yùn)行。
[0095] 實(shí)施例3
[0096] 如上所述，進(jìn)入上位機(jī)操作界面(如圖2)，按照?qǐng)D3的順序啟動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，設(shè)置被測(cè)汽車電機(jī)型號(hào)，針對(duì)不同CAN通信協(xié)議的被測(cè)電機(jī)控制器，修改相應(yīng)DBC文件，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)電機(jī)控制器進(jìn)行控制和檢測(cè)。
[0097] 其次，選擇測(cè)試內(nèi)容，選項(xiàng)包括：(1)被測(cè)汽車電機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性及效率特性試驗(yàn)，(2)被測(cè)電機(jī)控制器過(guò)載能力試驗(yàn)，(3)被測(cè)汽車電機(jī)及被測(cè)電機(jī)控制器堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)，(4)超速試驗(yàn)，(5)發(fā)電試驗(yàn)，(6)電壓波動(dòng)試驗(yàn)，(7)溫升試驗(yàn)，(8)電動(dòng)最高工作轉(zhuǎn)速測(cè)試。
[0098] 最后，通過(guò)被測(cè)電機(jī)控制器接通變頻器電源、穩(wěn)壓直流電源、水冷系統(tǒng)和聯(lián)軸器的繼電器，進(jìn)一步設(shè)置具體參數(shù)，如圖4和圖6所示：穩(wěn)壓直流電源的電壓和功率(如圖5所示)、水冷系統(tǒng)的溫度和流量等。
[0099] 進(jìn)一步地，在上位機(jī)操作界面(如圖2)設(shè)置負(fù)載變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，控制負(fù)載變頻電機(jī)的輸出作為被測(cè)汽車電機(jī)的負(fù)載，同時(shí)在操作界面上輸入被測(cè)汽車電機(jī)的控制命令，通過(guò)CAN總線傳輸?shù)奖粶y(cè)電機(jī)控制器。
[0100] 具體的，功率分析儀檢測(cè)被測(cè)電機(jī)控制器的輸入直流母線電壓U1、電流I1、電機(jī)三相繞組的輸入線電壓(Uab、Uac、Ubc)和線電流(Ia、Ib、Ic)；扭矩/轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)被測(cè)汽車電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩信號(hào)，所有測(cè)量信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給上位機(jī)。
[0101] 優(yōu)選的，PT100溫度測(cè)量?jī)x檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位溫度，包括聯(lián)軸器、電機(jī)繞組、雙向直流電源內(nèi)部器件等，并將測(cè)試信號(hào)經(jīng)過(guò)串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)發(fā)送到上位機(jī)監(jiān)控軟件，上位機(jī)采樣頻率為20Khz。
[0102] 進(jìn)一步地，上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)值和波形，并進(jìn)行諧波分析和三種功率(有功功率、無(wú)功功率、總功率)計(jì)算、數(shù)據(jù)和屏幕圖像保存。
[0103] 優(yōu)選的，上位機(jī)鏈接SQL?Server數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)生產(chǎn)excel表格或doc文檔的電機(jī)測(cè)試報(bào)告，方便測(cè)試人員對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析和后處理。
[0104] 測(cè)試結(jié)束后，保存數(shù)據(jù)，操作被測(cè)電機(jī)控制器切斷各個(gè)部件的電源，并退出測(cè)試系統(tǒng)。
[0105] 在汽車正常運(yùn)行時(shí)，被測(cè)汽車電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，負(fù)載變頻電機(jī)作為負(fù)載提供反向轉(zhuǎn)矩，被測(cè)汽車電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載變頻電機(jī)旋轉(zhuǎn)，負(fù)載變頻電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)；汽車下坡或制動(dòng)時(shí)，負(fù)載變頻電機(jī)作為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)被測(cè)汽車電機(jī)旋轉(zhuǎn)，被測(cè)汽車電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)。
[0106] 綜上所述，整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)中各個(gè)部件通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)傳輸速度快，且基于Labview開發(fā)的上位機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)和波形的顯示、分析，同時(shí)鏈接SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠直接生成電機(jī)測(cè)試報(bào)告；還能針對(duì)不同CAN總線協(xié)議的新能源汽車電機(jī)控制器，通過(guò)上位機(jī)修改DBC文件就能與之進(jìn)行CAN通信；其次，被測(cè)汽車電機(jī)和負(fù)載變頻電機(jī)總有一個(gè)工作在發(fā)電狀態(tài)，通過(guò)雙向直流電源實(shí)現(xiàn)電能回饋；本發(fā)明能達(dá)到功能豐富、測(cè)試效率高、運(yùn)行能耗低的特點(diǎn)，適用于新能源汽車電機(jī)及控制器的批產(chǎn)測(cè)試。
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