[发明专利]一种电动力测试用负载模拟装置及其系统的控制方法

权利要求书

1.一种电动力测试用负载模拟装置，其特征在于，其包括相互连接的驱动电机及控制模块、电动汽车速度控制模块、负载电机及控制模块；所述驱动电机及控制模块包括驱动电机、控制器和驱动控制器，所述电动汽车速度控制模块为汽车负载数学模型，所述负载电机及控制模块包括负载电机、控制器和驱动控制器；所述驱动电机为永磁同步电机，所述驱动电机按照实际电动汽车驱动电机的驱动方式进行速度闭环控制；所述负载电机为直流电机，所述负载电机以汽车负载数学模型计算的目标模拟速度进行转速转矩双闭环控制。

2.根据权利要求1所述的一种电动力测试用负载模拟装置，其特征在于，所述汽车负载数学模型是通过分析汽车行驶的驱动力、行驶阻力、并对汽车进行惯量折算、确定汽车行驶的约束条件而建立的。

3.一种电动力测试用负载模拟系统的控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、确定电动汽车的驱动力、行驶阻力，确定行驶条件；

S2、建立汽车的负载数学模型；

S3、汽车负载数学模型通过驱动电机的输出转矩计算电动汽车实际行驶时的速度，确定系统的目标模拟速度；

S4、以系统的目标模拟速度作为负载电机的目标转速，对负载电机进行模拟控制。

4.根据权利要求3所述的一种电动力测试用负载模拟系统的控制方法，其特征在于，所述驱动电机为永磁同步电机，所述驱动电机按照实际电动汽车驱动电机的驱动方式进行速度闭环控制。

5.根据权利要求3所述的一种电动力测试用负载模拟系统的控制方法，其特征在于，所述负载电机为直流电机，所述负载电机以汽车负载数学模型计算的目标模拟速度进行转速转矩双闭环控制。

6.根据权利要求3所述的一种电动力测试用负载模拟系统的控制方法，其特征在于，所述电动汽车的驱动力的确定方法为：

纯电动汽车的驱动力仅由驱动电机所提供，驱动电机的输出转矩T_e经机械传动机构传至车轮，给地面一个圆周力F₀，则地面将给车轮反作用力F_t，显然F_t＝F₀，即为车辆的驱动力；设电机经机械传动机构传传递到动力轮的转矩为T_t，车轮半径为r，则有：

若总减速比为i_g，效率为η_T，则电机的输出转矩T_e和驱动轮的驱动力矩T_t满足以下关系：T_ei_gη_T＝T_t，从而电动汽车的驱动力为：

7.根据权利要求3所述的一种电动力测试用负载模拟系统的控制方法，其特征在于，所述行驶阻力的确定方法为：假定汽车在平坦的干、硬路面上直线行驶，受到的行驶阻力有滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速阻力；其中，各阻力的确定方法为：

滚动阻力：当汽车轮胎在干、硬的路面上直线滚动时，轮胎将会产生形变，并且与路面之间纵向和侧向产生相对的部分滑动，它们分别对轮胎等效为与滚动方向相反的弹性迟滞阻力和摩擦阻力，将它们等效为一个力，用滚动阻力F_f来表示；影响滚动阻力的因素有轮胎负荷、轮胎的结构和材料和路面状况，实际分析中认为滚动阻力与汽车压力成正比，即：F_f＝f_rGcosα；

空气阻力：汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力即为空气阻力F_W，空气阻力的计算公式为：

坡道阻力：当汽车沿坡道向上行驶时，汽车重力沿坡道方向的分力即为坡道阻力F_i，则：F_i＝Gsinα；

加速阻力：当汽车加速时，需要克服自身惯性的惯性力，即为加速阻力F_j；考虑到车辆不仅有平移运动，还有车轮等转动部件，因此将车的质量分为平移质量和转动质量；为便于分析计算，将转动质量折算到平移质量，则加速阻力为：