一种新能源汽车双电驱动总成对拖测试系统

技术领域

本发明涉及汽车测试技术领域，具体涉及一种新能源汽车双电驱动总成对拖测试系统。

背景技术

近年来，在政策和市场的共同推动下，新能源汽车市场保持着较快发展。作为新能源汽车的“心脏”，电驱动总成发挥了燃油汽车中“发动机、车辆控制单元、变速器”的作用，对新能源汽车整车使用性能具有较大影响。根据目前国内外各大汽车主机厂及第三方供应商测试标准，电驱动总成通常需要进行长达数千小时的耐久可靠性测试，测试工况模拟汽车使用环境通常需包括正向驱动车辆的峰值转矩负荷、倒车驱动车辆的中低扭矩负荷、下坡及刹车时的馈电小扭矩负荷、其他常见正向驱动负荷等。目前国内该验证试验只能在双测功机台架上实施，且每次只能测试一套电驱动总成，测试成本高、测试效率低。例如，中国专利授权公告号：CN112834838A，公开了一种电驱动总成测试装置，包括双向直流电源、环境箱、水温控制系统、连接轴和专用减变速器，所述专用减变速器和电驱动总成设置在环境箱内，所述双向直流电源设置在环境箱外，用于电驱动总成的供电，所述水温控制系统设置在环境箱外，用于控制电驱动总成和专用减变速器的水温控制，所述连接轴用于将电驱动总成与专用减变速器之间的连接或两个专用减变速器之间的连接。当两个专用减变速器相对设置，且第一轴与中间轴、第三轴与中间轴的传动比均为1:1，同时将两个电驱动总成分别设置在两个第一轴之间和两个第三轴之间时，能实现两个电驱动总成的背靠背对拖耐久测试，较现行的双测功机测试方案具备更低的成本、更好的适应性和测试便捷性，但存在当一台电驱动总成处于电动状态时，另一台电驱动总成处于馈电状态的问题，即一台电驱动总成电动正齿面啮合，一台电驱动总成馈电反齿面啮合，电动状态的电驱动总成大扭矩工作时，另一台电驱动总成必然同等扭矩馈电状态工作，最终仅有一台电驱动总成模拟了整车状态下的工作模式，严格意义上说仍是一套测试系统只能对一台电驱动总成进行测试的方案，同时存在峰值转矩工况点下的“飞车”问题。

发明内容

本发明主要是为了解决现有的新能源汽车电驱动总成耐久可靠性测试中，一套双测功机只能测试一套电驱动总成，测试成本高、测试效率低的问题，提供了一种新能源汽车双电驱动总成对拖测试系统，包括双向直流电源、冷却控制系统、总成台架系统和上位机控制与采集系统，所述总成台架系统包括测功机、齿轮箱、联轴器、转速/转矩测量装置、固定支架和移动滑轨；所述上位机控制与采集系统包括上位机控制柜和数据采集系统；所述齿轮箱包括两个一级传动齿轮箱和一个两级传动齿轮箱。本系统仅采用单测功机实现双电驱动总成对拖测试，降低测试成本，提高测试效率；避免双电驱动总成对拖时一台处于电动状态，一台处于馈电状态的问题，真实模拟在整车状态下的使用场景。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种新能源汽车双电驱动总成对拖测试系统，包括总成台架系统和上位机控制与采集系统，所述总成台架系统包括测功机、齿轮箱和联轴器，所述齿轮箱包括两个一级传动齿轮箱和一个两级传动齿轮箱，所述电驱动总成通过联轴器分别与一级传动齿轮箱和两级传动齿轮箱传动连接，所述测功机通过联轴器与两级传动齿轮箱传动连接，两级传动齿轮箱通过联轴器与一级传动齿轮箱传动连接。本申请使用一台测功机测试两台电驱动总成，每个电驱动总成包括变频控制器、采用变频控制器驱动控制的驱动电机、减速器和差速器，差速器包括前动力输出端和后动力输出端。两个电驱动总成分别置于一级传动齿轮箱第一轴与两级传动齿轮箱第一轴之间，且各自通过联轴器与设置于两侧的两个齿轮箱相连接，用于传递两个输出轴之间的转速与转矩。当需要模拟汽车使用中的温湿度条件时，设置环境箱，两台电驱动总成设置于环境箱内，齿轮箱设置于环境箱外部两侧位置处，环境箱留有联轴器通道、进出水管通道和高低压线缆进出通道，其整体上下分离，确保安装操作方便。电驱动总成与一级传动齿轮箱、两级传动齿轮箱之间、测功机与两级传动齿轮箱之间以及一级传动齿轮箱与两级传动齿轮箱之间通过联轴器传动连接，以进行扭矩与转速的传递。本发明将两台被测电驱动总成作为驱动源，单测功机作为陪测发电源，使两台被测电驱动总成同时处于电动状态，实现在高转矩、高功率点的测试对拖，同时可以通过上位机控制柜人为设定馈电工况至被测电驱动总成，使其工作在低转矩、小功率馈电状态，以更好地模拟整车状态下的工作模式。

作为优选，所述上位机控制与采集系统包括上位机控制柜和数据采集系统，所述上位机控制柜通过CAN总线分别与电驱动总成和测功机连接。上位机控制柜通过CAN总线分别与两个测试工位上的电驱动总成信号连接，用于控制信号的发送与反馈信号的接收。在试验过程中上位机控制柜分别输出转矩信号和转速信号至电驱动总成和测功机，以控制电驱动总成与测功机的运行状态，实现电驱动总成电动模式和馈电模式的切换。

作为优选，所述总成台架系统还包括转速/转矩测量装置，所述转速/转矩测量装置通过以太网连接数据采集系统。转速/转矩测量装置用于检测联轴器的转速和转矩并输出至数据采集系统。

作为优选，所述转速/转矩测量装置分别设置在所述电驱动总成各动力输出端的联轴器和所述测功机输出端的联轴器上。

作为优选，还包括双向直流电源和冷却控制系统，所述双向直流电源分别与电驱动总成和测功机电气连接，所述冷却控制系统通过水管分别连接电驱动总成的两个动力输出端和齿轮箱的冷却接口。双向直流电源电气连接电驱动总成与测功机并为其供电。冷却控制系统分别水管连接电驱动总成的两端与齿轮箱的冷却接口，用于控制电驱动总成与齿轮箱的冷却液温度与流量。

作为优选，所述电驱动总成、所述测功机和所述两级传动齿轮箱均通过固定支架固定于基座上。基座上设有两个平行且间隔设置的测试工位，两个电驱动总成通过固定支架分别固定于测试工位上。一个测试平台可同时对两台电驱动总成进行试验，不仅可以有效降低试验费用，测试效率也实现翻倍提升。

作为优选，还包括移动滑轨，所述移动滑轨包括导轨和沿着所述导轨前后移动的移动平台，所述一级传动齿轮箱通过固定支架固定于所述移动平台上，所述导轨固定于基座上。一级传动齿轮箱固定于可前后移动的移动平台上，移动平台在导轨上的前后移动保证了电驱动总成的安装空间，以适应不同尺寸样件的空间安装需求，方便试验的安装操作；当样机固定好后，移动平台也将被固定无法移动。

作为优选，所述两级传动齿轮箱内置奇数个齿轮组。两级传动齿轮箱内置奇数个齿轮组，以保证两个电驱动总成与测功机旋转方向一致，当电驱动总成运行在电动模式时，则测功机运行在馈电模式。

作为优选，所述联轴器中部设有万向节。为方便联轴器的安装和转向连接，在联轴器的两端采用连接法兰，中间设置有万向节。一级传动齿轮箱与两级传动齿轮箱的输出端也采用法兰方案，以匹配联轴器的法兰端面。

作为优选，所述一级传动齿轮箱第一轴与第二轴的传动比为1:1，所述两级传动齿轮箱第一轴、中间轴与第三轴的传动比为1:1:1。

因此，本发明的优点是：

（1）通过巧妙设计齿轮箱替代了双测功机方案，仅需借助单测功机系统，便可实现双电驱动总成相互间对拖测试能力，降低了台架建设投入，结构上也更加简单；

（2）建设了真正意义上的双电驱动总成测试平台，两台电驱动总成可同时工作在电动状态或馈电状态，又可同时满足在低负载区及高负载、高功率区的动力输出，实现电驱动总成工作于整个外特性范围内的能力要求，避免双电驱动总成对拖时一台处于电动状态，一台处于馈电状态的问题，更真实地模拟在整车状态下的使用场景；

（3）采用移动滑轨方案，在联轴器安装及电驱动总成装夹等方面具备更强的适应性和测试便捷性。

附图说明

图1是本发明实施例中一种新能源汽车双电驱动总成对拖测试系统的结构示意图。

图2是本发明实施例中移动滑轨的结构示意图。

图3是本发明实施例中齿轮箱的结构示意图。

 1、双向直流电源 2、冷却控制系统 3、上位机控制柜4、数据采集系统 5、一级传动齿轮箱 6、测功机 7、两级传动齿轮箱 8、联轴器 9、转速/转矩测量装置 10、电驱动总成11、移动平台 12、导轨。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

一种新能源汽车双电驱动总成对拖测试系统，如图1所示，包括双向直流电源1、冷却控制系统2、总成台架系统和上位机控制与采集系统，总成台架系统包括测功机6、齿轮箱、联轴器8、转速/转矩测量装置9、固定支架和移动滑轨；上位机控制与采集系统包括上位机控制柜3和数据采集系统4；齿轮箱包括两个一级传动齿轮箱5和一个两级传动齿轮箱7。双向直流电源1分别电气连接电驱动总成10和测功机6；冷却控制系统2分别水管连接电驱动总成10的两个动力输出端和齿轮箱的冷却接口；电驱动总成10通过联轴器8分别与一级传动齿轮箱5和两级传动齿轮箱7传动连接；测功机6通过联轴器8与两级传动齿轮箱7传动连接；两级传动齿轮箱7通过联轴器8与一级传动齿轮箱5传动连接；上位机控制柜3通过CAN总线分别与电驱动总成10和测功机6连接；转速/转矩测量装置9与数据采集系统4通过以太网连接。

本实施例使用一台测功机6测试两台电驱动总成10，每个电驱动总成10包括变频控制器、采用变频控制器驱动控制的驱动电机、减速器和差速器，差速器包括前动力输出端和后动力输出端。基座上设有两个平行且间隔设置的测试工位，两个电驱动总成10通过固定支架分别固定于测试工位上。测功机6和两级传动齿轮箱7均通过固定支架固定于基座上。如图2所示，移动滑轨包括导轨12和沿着导轨12前后移动的移动平台11，一级传动齿轮箱5通过固定支架固定于移动平台11上，导轨12固定于基座上。一级传动齿轮箱5固定于可前后移动的移动平台11上，移动平台11在导轨12上的前后移动保证了电驱动总成10的安装空间，以适应不同尺寸样件的空间安装需求，方便试验的安装操作；当样机固定好后，移动平台11也将被固定无法移动。两个电驱动总成10分别置于一级传动齿轮箱5第一轴与两级传动齿轮箱7第一轴之间，且各自通过联轴器8与设置于两侧的两个齿轮箱相连接，用于传递两个输出轴之间的转速与转矩。双向直流电源1电气连接电驱动总成10与测功机6并为其供电。冷却控制系统2分别水管连接电驱动总成10的两端与齿轮箱的冷却接口，用于控制电驱动总成10与齿轮箱的冷却液温度与流量。电驱动总成10与一级传动齿轮箱5、两级传动齿轮箱7之间、测功机6与两级传动齿轮箱7之间以及一级传动齿轮箱5与两级传动齿轮箱7之间通过联轴器8传动连接，以进行扭矩与转速的传递。上位机控制柜3通过CAN总线分别与两个测试工位上的电驱动总成10信号连接，用于控制信号的发送与反馈信号的接收。在试验过程中上位机控制柜3分别输出转矩信号和转速信号至电驱动总成10和测功机6，以控制电驱动总成10与测功机6的运行状态，实现电驱动总成10电动模式和馈电模式的切换。转速/转矩测量装置9与数据采集系统4通过以太网连接，转速/转矩测量装置9分别设置在电驱动总成10各动力输出端的联轴器8和测功机6输出端的联轴器8上，用于检测联轴器8的转速和转矩并输出至数据采集系统4。三个齿轮箱在其一侧上设有油温监测传感器和油位控制开关，为防止油温过高还配置有油冷却循环系统。两级传动齿轮箱7内置奇数个齿轮组，以保证两个电驱动总成10与测功机6旋转方向一致，当电驱动总成10运行在电动模式时，则测功机6运行在馈电模式。为方便联轴器8的安装和转向连接，在联轴器8的两端采用连接法兰，中间设置有万向节。一级传动齿轮箱5与两级传动齿轮箱7的输出端均采用法兰方案，以匹配联轴器8的法兰端面。如图3所示，一级传动齿轮箱5第一轴5a与第二轴5b的传动比为1:1，两级传动齿轮箱7第一轴7a、中间轴7b与第三轴7c的传动比为1:1:1。

当需要模拟汽车使用中的温湿度条件时，设置环境箱，两台电驱动总成设置于环境箱内，齿轮箱设置于环境箱外部两侧位置处，环境箱留有联轴器通道、进出水管通道和高低压线缆进出通道，其整体上下分离，确保安装操作方便。

本实施例将两台被测电驱动总成作为驱动源，单测功机作为陪测发电源，使两台被测电驱动总成同时处于电动状态，实现在高转矩、高功率点的测试对拖，同时可以通过上位机人为设定馈电工况至被测电驱动总成，使其工作在低转矩、小功率馈电状态，以更好地模拟整车状态下的工作模式。

本实施例可以通过计算被测电驱动总成输出端扭矩之和，评估测功机需要具备的工作能力，选择合适的测功机，避免发生峰值转矩工况点下的“飞车”问题。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。