[发明专利]一种用于车辆电驱动系统的台架试验设备及其使用方法

权利要求书

1.一种用于车辆电驱动系统的台架试验设备，其特征在于，该台架试验设备包括车用电机、加载电机、仿真计算装置、负载控制器、电机驱动装置、滑移率控制器和变频柜；

所述车用电机通过传动装置固定连接所述加载电机，所述传动装置上设置有检测装置，所述检测装置用于检测所述车用电机和加载电机的实际转速以及所述传动装置的转矩并发送至所述仿真计算装置和负载控制器；

所述电机驱动装置连接电源，所述电机驱动装置用于将所述车用电机的实际电磁转矩反馈至所述仿真计算装置；

所述仿真计算装置用于根据接收的所述车用电机的实际转速、所述传动装置的转矩和所述车用电机的实际电磁转矩实时计算车辆动力学状态参数，并将所述车用电机的实际电磁转矩和车辆动力学状态参数 发送至所述负载控制器和滑移率控制器；

所述负载控制器用于根据接收的所述车用电机的实际电磁转矩、所述加载电机的实际转速和车辆动力学状态参数计算所述加载电机所需电磁转矩并发送至所述变频柜；

所述变频柜连接电网，所述变频柜用于根据接收的所述加载电机所需电磁转矩对所述加载电机进行直接电力驱动；

所述滑移率控制器用于根据接收的车辆动力学状态参数计算所述车用电机的目标滑移率和所需电磁转矩并发送至所述电机驱动装置，所述电机驱动装置根据接收的所述车用电机所需电磁转矩对所述车用电机进行直接电力驱动；

其中，所述负载控制器采用PI控制器，所述PI控制器根据所述加载电机的转速误差计算所述加载电机所需电磁转矩，所述PI控制器采用加载电机转速跟随控制模式，在加载电机转速跟随控制模式下所述PI控制器根据计算的所述加载电机所需电磁转矩实时控制所述加载电机的转速，所述PI控制器的参数满足以下关系式：

其中，τ_p为所述PI控制器的比例参数；τ_c为所述加载电机的电流环等效时间常数；J为所述车用电机、加载电机和传动装置的总转动惯量；k_i为所述PI控制器的积分参数。

2.如权利要求1所述的一种用于车辆电驱动系统的台架试验设备，其特征在于，所述负载控制器采用所述PI控制器和转矩前馈模块，所述转矩前馈模块根据所述车用电机的实际电磁转矩和所述加载电机的电流环等效时间常数计算补偿值，所述PI控制器输出的所述加载电机所需电磁转矩与所述转矩前馈模块输出的补偿值进行积分计算得到补偿后的所述加载电机所需电磁转矩并发送至所述变频柜。

3.如权利要求2所述的一种用于车辆电驱动系统的台架试验设备，其特征在于，所述加载电机所需电磁转矩进行补偿采用将所述PI控制器的输出减去所述转矩前馈模块补偿值的方式。

4.如权利要求2所述的一种用于车辆电驱动系统的台架试验设备，其特征在于，所述加载电机所需电磁转矩进行补偿采用将所述PI控制器的输出乘以所述转矩前馈模块补偿值的方式。

5.如权利要求1所述的一种用于车辆电驱动系统的台架试验设备，其特征在于，所述传动装置采用传动轴或联轴节。

6.一种用于车辆电驱动系统的台架试验设备的使用方法，其特征在于，包括以下内容：

参数计算：加载电机采用转矩跟随模式，通过检测装置检测车用电机和加载电机的实际转速以及传动装置的转矩并发送至仿真计算装置和负载控制器，通过电机驱动装置将车用电机的实际电磁转矩反馈至仿真计算装置，仿真计算装置根据接收的车用电机的实际转速、传动装置的转矩以及车用电机的实际电磁转矩实时计算车辆动力学状态参数，并将车用电机的实际电磁转矩和车辆动力学状态参数发送至负载控制器和滑移率控制器；

加载电机的转速控制：通过负载控制器根据接收的车用电机的实际电磁转矩、加载电机的实际转速和车辆动力学状态参数计算加载电机所需电磁转矩并发送至变频柜，通过变频柜根据接收的加载电机所需电磁转矩对加载电机进行直接电力驱动；

车用电机的滑移率控制：通过滑移率控制器根据接收的车辆动力学状态参数计算车用电机的目标滑移率和车用电机所需电磁转矩并发送至电机驱动装置，通过电机驱动装置根据接收的车用电机所需电磁转矩对车用电机进行直接电力驱动。

7.如权利要求6所述的一种用于车辆电驱动系统的台架试验设备的使用方法，其特征在于，该使用方法还包括转矩前馈，具体为：通过转矩前馈模块根据输出的车用电机实际电磁转矩和加载电机的电流环等效时间常数计算补偿值，PI控制器输出的加载电机所需电磁转矩与转矩前馈模块输出的补偿值进行积分计算得到补偿后的加载电机所需电磁转矩并发送至变频柜，通过变频柜根据接收的加载电机所需电磁转矩对加载电机进行直接电力驱动。