[發明專利]一種用于車輛電驅動系統的臺架試驗設備及其使用方法

有效

• 申請號: 201710403363.3
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN106996876B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 張俊智;張仲石;馬瑞海
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;劉美麗

1.一種用于車輛電驅動系統的臺架試驗設備，其特征在于，該臺架試驗設備包括車用電機、加載電機、仿真計算裝置、負載控制器、電機驅動裝置、滑移率控制器和變頻柜；

所述車用電機通過傳動裝置固定連接所述加載電機，所述傳動裝置上設置有檢測裝置，所述檢測裝置用于檢測所述車用電機和加載電機的實際轉速以及所述傳動裝置的轉矩并發送至所述仿真計算裝置和負載控制器；

所述電機驅動裝置連接電源，所述電機驅動裝置用于將所述車用電機的實際電磁轉矩反饋至所述仿真計算裝置；

所述仿真計算裝置用于根據接收的所述車用電機的實際轉速、所述傳動裝置的轉矩和所述車用電機的實際電磁轉矩實時計算車輛動力學狀態參數，并將所述車用電機的實際電磁轉矩和車輛動力學狀態參數 發送至所述負載控制器和滑移率控制器；

所述負載控制器用于根據接收的所述車用電機的實際電磁轉矩、所述加載電機的實際轉速和車輛動力學狀態參數計算所述加載電機所需電磁轉矩并發送至所述變頻柜；

所述變頻柜連接電網，所述變頻柜用于根據接收的所述加載電機所需電磁轉矩對所述加載電機進行直接電力驅動；

所述滑移率控制器用于根據接收的車輛動力學狀態參數計算所述車用電機的目標滑移率和所需電磁轉矩并發送至所述電機驅動裝置，所述電機驅動裝置根據接收的所述車用電機所需電磁轉矩對所述車用電機進行直接電力驅動；

其中，所述負載控制器采用PI控制器，所述PI控制器根據所述加載電機的轉速誤差計算所述加載電機所需電磁轉矩，所述PI控制器采用加載電機轉速跟隨控制模式，在加載電機轉速跟隨控制模式下所述PI控制器根據計算的所述加載電機所需電磁轉矩實時控制所述加載電機的轉速，所述PI控制器的參數滿足以下關系式：

其中，τ_p為所述PI控制器的比例參數；τ_c為所述加載電機的電流環等效時間常數；J為所述車用電機、加載電機和傳動裝置的總轉動慣量；k_i為所述PI控制器的積分參數。

2.如權利要求1所述的一種用于車輛電驅動系統的臺架試驗設備，其特征在于，所述負載控制器采用所述PI控制器和轉矩前饋模塊，所述轉矩前饋模塊根據所述車用電機的實際電磁轉矩和所述加載電機的電流環等效時間常數計算補償值，所述PI控制器輸出的所述加載電機所需電磁轉矩與所述轉矩前饋模塊輸出的補償值進行積分計算得到補償后的所述加載電機所需電磁轉矩并發送至所述變頻柜。

3.如權利要求2所述的一種用于車輛電驅動系統的臺架試驗設備，其特征在于，所述加載電機所需電磁轉矩進行補償采用將所述PI控制器的輸出減去所述轉矩前饋模塊補償值的方式。

4.如權利要求2所述的一種用于車輛電驅動系統的臺架試驗設備，其特征在于，所述加載電機所需電磁轉矩進行補償采用將所述PI控制器的輸出乘以所述轉矩前饋模塊補償值的方式。

5.如權利要求1所述的一種用于車輛電驅動系統的臺架試驗設備，其特征在于，所述傳動裝置采用傳動軸或聯軸節。

6.一種用于車輛電驅動系統的臺架試驗設備的使用方法，其特征在于，包括以下內容：

參數計算：加載電機采用轉矩跟隨模式，通過檢測裝置檢測車用電機和加載電機的實際轉速以及傳動裝置的轉矩并發送至仿真計算裝置和負載控制器，通過電機驅動裝置將車用電機的實際電磁轉矩反饋至仿真計算裝置，仿真計算裝置根據接收的車用電機的實際轉速、傳動裝置的轉矩以及車用電機的實際電磁轉矩實時計算車輛動力學狀態參數，并將車用電機的實際電磁轉矩和車輛動力學狀態參數發送至負載控制器和滑移率控制器；

加載電機的轉速控制：通過負載控制器根據接收的車用電機的實際電磁轉矩、加載電機的實際轉速和車輛動力學狀態參數計算加載電機所需電磁轉矩并發送至變頻柜，通過變頻柜根據接收的加載電機所需電磁轉矩對加載電機進行直接電力驅動；

車用電機的滑移率控制：通過滑移率控制器根據接收的車輛動力學狀態參數計算車用電機的目標滑移率和車用電機所需電磁轉矩并發送至電機驅動裝置，通過電機驅動裝置根據接收的車用電機所需電磁轉矩對車用電機進行直接電力驅動。

7.如權利要求6所述的一種用于車輛電驅動系統的臺架試驗設備的使用方法，其特征在于，該使用方法還包括轉矩前饋，具體為：通過轉矩前饋模塊根據輸出的車用電機實際電磁轉矩和加載電機的電流環等效時間常數計算補償值，PI控制器輸出的加載電機所需電磁轉矩與轉矩前饋模塊輸出的補償值進行積分計算得到補償后的加載電機所需電磁轉矩并發送至變頻柜，通過變頻柜根據接收的加載電機所需電磁轉矩對加載電機進行直接電力驅動。