本實用新型屬于新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)測試裝置。
背景技術(shù)：
在“十三五”規(guī)劃中，我國提出了實施新能源汽車推廣計劃，提高電動車產(chǎn)業(yè)化水平。今年作為“十三五”的開局之年，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)由起步階段進入加速階段，電動汽車的發(fā)展也迎來了最佳的機遇。
驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)是電動汽車的心臟，它所表現(xiàn)出的性能的優(yōu)劣直接影響著新能源汽車的能效、行駛距離、速度和加速性能及造價等，高性能的汽車電機及其驅(qū)動器測試系統(tǒng)是評估電機及其控制器特性參數(shù)的有效手段。而目前，國內(nèi)電動汽車驅(qū)動電機及其控制器測試系統(tǒng)處于一個起步的階段，大多數(shù)是通過計算機仿真或是傳統(tǒng)電機平臺改造來進行測試。然而由于計算機仿真技術(shù)的不確定性，以及傳統(tǒng)測試方法對于新型電機不適用，所以設計一個專門針對電動汽車的高性能驅(qū)動電機及其控制器的測試系統(tǒng)具有十分重要的意義，一方面可以為電動汽車關(guān)鍵技術(shù)研究提供一個真實可靠的測試環(huán)境，另一方面為產(chǎn)品的市場化提供參考評價的依據(jù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)測試裝置，為電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)提供一個真實可靠的測試裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
一種電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)測試裝置，包括工控機、測功機系統(tǒng)、第一電壓/電流采樣電路、轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速采樣電路和電源模擬系統(tǒng)；
所述工控機包括用戶管理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和Matlab仿真系統(tǒng)；所述測功機系統(tǒng)包括dSPACE半實物仿真系統(tǒng)、三相調(diào)壓器、Back-To-Back變換器、負載電機、轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器和第二電壓/電流采樣電路；
所述用戶管理系統(tǒng)實時動態(tài)顯示被測對象的各種參數(shù)值，對整個測試裝置進行控制；
所述控制系統(tǒng)分別連接到所述電源模擬系統(tǒng)和被測對象的電機驅(qū)動器的信號端，通過CAN總線與它們進行雙向通訊，用于接收和發(fā)送指令；
所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別連接到所述第一電壓/電流采樣電路的輸出端、所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速采樣電路的輸出端和所述第二電壓/電流采樣電路的輸出端，用以對所述負載電機的電壓電流以及轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速進行采集，同時對被測對象的汽車電機進行電壓電流采集；
所述Matlab仿真系統(tǒng)連接到所述dSPACE半實物仿真系統(tǒng)的通信端，通過以太網(wǎng)進行雙向通信，所述Matlab仿真系統(tǒng)用來設計所述負載電機的控制系統(tǒng)仿真模型，此控制系統(tǒng)仿真模型中包含電壓源模型、閉環(huán)控制器模型、Back-To-Back變換器模型、負載電機模型以及相應的觀測器模型；
所述dSPACE半實物仿真系統(tǒng)分別連接到所述Matlab仿真系統(tǒng)的通信端和所述Back-To-Back變換器的通訊接口，用以把所述負載電機的控制系統(tǒng)仿真模型及其控制算法直接轉(zhuǎn)換成控制代碼，并對所述Back-To-Back變換器發(fā)出控制信號；
所述三相調(diào)壓器的輸入端連接到三相交流電網(wǎng)、輸出端連接到所述Back-To-Back變換器的輸入端，用以把三相交流電網(wǎng)提供的三相380V交流電變換成三相0-430V交流電輸出給所述Back-To-Back變換器；
所述Back-To-Back變換器分別連接到所述dSPACE半實物仿真系統(tǒng)的輸出端、所述三相調(diào)壓器的輸出端、所述負載電機的驅(qū)動輸入端和三相交流電網(wǎng)；
所述負載電機分別連接到所述Back-To-Back變換器的輸出端、所述第二電壓/電流采樣電路的采樣輸入端和所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器；
所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器分別連接到所述負載電機、被測對象的汽車電機和所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速采樣電路，用以采集被測對象的汽車電機和所述負載電機的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速信號，并發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
所述第二電壓/電流采樣電路分別連接到所述負載電機的輸入端及所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集所述負載電機的電壓、電流信號，通過所述第二電壓/電流采樣電路發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
所述第一電壓/電流采樣電路分別連接到被測對象的汽車電機的電壓輸入端及所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集被測對象的汽車電機的電壓、電流信號，并發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速采樣電路分別連接到所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器和所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于對采集的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速信號進行轉(zhuǎn)化處理，并發(fā)送到所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
所述電源模擬系統(tǒng)分別連接到三相交流電網(wǎng)、所述控制系統(tǒng)及被測對象的電機驅(qū)動器的供電接口，通過CAN總線與所述控制系統(tǒng)進行通信。
采用上述方案后，本實用新型的一種電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)測試裝置，工作時配合公知的ADVISOR路況模擬系統(tǒng)、負載模擬跟蹤控制系統(tǒng)和性能分析系統(tǒng)進行使用，首先通過路況模擬系統(tǒng)再現(xiàn)真實的汽車行駛的加減速各種工況；其次，采用負載模擬跟蹤控制系統(tǒng)實現(xiàn)測功機系統(tǒng)對負載模擬的快速響應和精確跟蹤控制；最終通過性能分析系統(tǒng)實現(xiàn)電機驅(qū)動系統(tǒng)的綜合性能測試和分析。并且可以通過工控機的用戶管理系統(tǒng)實時動態(tài)顯示被測對象測量值，同時對測試過程進行控制等。
本實用新型的測試裝置和其他新能源汽車電機驅(qū)動測試系統(tǒng)相比，具有測試功能全面、測試精度高、測試結(jié)果真實可靠性高、高效節(jié)能等優(yōu)點，解決了目前新能源汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)利用計算機仿真測試裝置的真實性差，以及傳統(tǒng)測試方法對新型的新能源汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)不適用等問題。本實用新型的測試裝置為電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)提供了一個真實可靠的模擬測試環(huán)境，能夠?qū)崟r檢測電機性能，及時有效獲得研發(fā)驅(qū)動電機所需數(shù)據(jù)，縮短對驅(qū)動電機的研發(fā)時間，對目前中國市場電動汽車電機驅(qū)動相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和推廣具有十分重要的意義。
附圖說明
圖1是本實用新型的電路原理框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型的電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)測試裝置的具體實施方式作詳細描述。
本實用新型的一種電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)測試裝置，如圖1所示，包括工控機、測功機系統(tǒng)、第一電壓/電流采樣電路、轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速采樣電路和電源模擬系統(tǒng)。
所述工控機包括用戶管理系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和Matlab仿真系統(tǒng)；所述測功機系統(tǒng)包括dSPACE半實物仿真系統(tǒng)、三相調(diào)壓器、Back-To-Back變換器、負載電機(永磁同步電機)、轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器和第二電壓/電流采樣電路；
所述用戶管理系統(tǒng)實時動態(tài)顯示被測對象的各種參數(shù)值，對整個測試裝置進行控制；
所述控制系統(tǒng)分別連接到所述電源模擬系統(tǒng)和被測對象的電機驅(qū)動器的信號端，通過CAN總線與它們進行雙向通訊，用于接收和發(fā)送指令；
所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別連接到所述第一電壓/電流采樣電路的輸出端、所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速采樣電路的輸出端和所述第二電壓/電流采樣電路的輸出端，用以對所述負載電機的電壓電流以及轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速進行采集，同時對被測對象的汽車電機進行電壓電流采集；
所述Matlab仿真系統(tǒng)連接到所述dSPACE半實物仿真系統(tǒng)的通信端，通過以太網(wǎng)進行雙向通信，所述Matlab仿真系統(tǒng)用來設計所述負載電機的控制系統(tǒng)仿真模型，此控制系統(tǒng)仿真模型中包含電壓源模型、閉環(huán)控制器模型、Back-To-Back變換器模型、負載電機模型以及相應的觀測器(示波器)模型；
所述dSPACE半實物仿真系統(tǒng)分別連接到所述Matlab仿真系統(tǒng)的通信端和所述Back-To-Back變換器的通訊接口，用以把所述負載電機的控制系統(tǒng)仿真模型及其控制算法直接轉(zhuǎn)換成控制代碼，并對所述Back-To-Back變換器發(fā)出控制信號；
所述三相調(diào)壓器的輸入端連接到三相交流電網(wǎng)、輸出端連接到所述Back-To-Back變換器的輸入端，用以把三相交流電網(wǎng)提供的三相380V交流電變換成三相0-430V交流電輸出給所述Back-To-Back變換器，最大功率可達150kW；
所述Back-To-Back變換器分別連接到所述dSPACE半實物仿真系統(tǒng)的輸出端、所述三相調(diào)壓器的輸出端、所述負載電機的驅(qū)動輸入端和三相交流電網(wǎng)；所述Back-To-Back變換器采用Infineon的IGBT模塊以及相應的驅(qū)動模塊設計，IGBT模塊型號為FF600R17ME4，最大額定電壓為1700V，最大額定電流為600A，驅(qū)動模塊為2SP0115T2Ax-17；
所述負載電機分別連接到所述Back-To-Back變換器的輸出端、所述第二電壓/電流采樣電路的采樣輸入端和所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器；所選負載電機的主要參數(shù)為標稱功率：100kW，額定電壓：380V，額定電流：300A，額定轉(zhuǎn)速：3600rpm，最大轉(zhuǎn)速：9000rpm，額定轉(zhuǎn)矩：200N.m，峰值轉(zhuǎn)矩：≥500N.m，冷卻方式：強迫風冷；
所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器分別連接到所述負載電機、被測對象的汽車電機和所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速采樣電路，用以采集被測對象的汽車電機和所述負載電機的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速信號，并發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
所述第二電壓/電流采樣電路分別連接到所述負載電機的輸入端及所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集所述負載電機的電壓、電流信號，通過所述第二電壓/電流采樣電路發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
所述第一電壓/電流采樣電路分別連接到被測對象的汽車電機的電壓輸入端及所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于采集被測對象的汽車電機的電壓、電流信號，并發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速采樣電路分別連接到所述轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速傳感器和所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于對采集的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速信號進行轉(zhuǎn)化處理，并發(fā)送到所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
所述電源模擬系統(tǒng)分別連接到三相交流電網(wǎng)、所述控制系統(tǒng)及被測對象的電機驅(qū)動器的供電接口，通過CAN總線與所述控制系統(tǒng)進行通信，
進行各種蓄電池的充放電曲線的設定和模擬，輸出直流電供給被測對象的電機驅(qū)動器工作。
本實用新型中，Matlab仿真系統(tǒng)和dSPACE半實物仿真系統(tǒng)均為公知常用的仿真系統(tǒng)。
本實用新型的一種電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)測試裝置，工作時配合公知的ADVISOR路況模擬系統(tǒng)、負載模擬跟蹤控制系統(tǒng)和性能分析系統(tǒng)進行使用，首先通過路況模擬系統(tǒng)再現(xiàn)真實的汽車行駛的加減速各種工況；其次，采用負載模擬跟蹤控制系統(tǒng)實現(xiàn)測功機系統(tǒng)對負載模擬的快速響應和精確跟蹤控制；最終通過性能分析系統(tǒng)實現(xiàn)電機驅(qū)動系統(tǒng)的綜合性能測試和分析。并且可以通過工控機的用戶管理系統(tǒng)實時動態(tài)顯示被測對象測量值，同時對測試過程進行控制等。
以上所述實施例對本實用新型的實施方式做了進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施方式只局限于這些說明。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，而且性質(zhì)或用途相同，這些都屬于實用新型專利的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。