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一种电动汽车电动 真空 泵耐久试验装置及试验方法

阅读：4发布：2021-04-03

专利汇可以提供一种电动汽车电动真空泵耐久试验装置及试验方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种电动汽车电动真空泵耐久试验装置及试验方法，属于电动汽车技术领域。本发明的目的是解决现有的耐久试验仅能提供最大工作次数和工作寿命的问题，提出了一种电动汽车真空泵耐久试验装置及试验方法，以可以尽可能真实的模拟电动车整车使用情况，以获取随着真空泵工作次数的增多，其性能参数的变化情况。本发明将电动真空泵在实车中连接部件完全复制至试验室环境，同时，将实车环境中的真空助力管路中的真空助力器替换为一个电磁阀，以加快真空助力系统中真空度的泄放，缩短电动真空泵两次运行之间间隔时间，提升试验效率，将真空助力器用电磁阀替代，同时也能避免操作真空真空助力器所耗费的巨大能量，降低试验成本。，下面是一种电动汽车电动真空泵耐久试验装置及试验方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电动汽车真空泵耐久试验装置，其特征在于，该装置由电动真空泵(1)、单向阀(2)、真空管Ⅰ(3)、真空管Ⅱ(4)，真空储气罐(5)、真空度传感器(6)、两通电磁阀(7)、过滤器(8)、温度传感器(9)、冷却装置(10)、控制及数据存储单元(11)组成；
电动真空泵(1)经真空管Ⅰ(3)与单向阀(2)相连，单向阀(2)经真空管Ⅱ(4)的一条支路与真空储气罐(5)相连；所述真空度传感器(6)安装于真空储气罐(5)上，用于检测真空储气罐(5)中的空气压力；所述两通电磁阀(7)经真空管Ⅱ(4)另一支路与真空储气罐(5)相连，用于控制进入真空储气罐的空气量；
过滤器(8)一端经真空管Ⅱ(4)与两通电磁阀(7)相连，另一端接大气用于对流经两通电磁阀(7)的空气进行过滤；所述温度传感器(9)安装于电动真空泵(1)上，用于检测电动真空泵(1)的温度，所述冷却装置(10)用于对电动真空泵(1)进行冷却，保证电动真空泵(1)的温度不超过实车使用时的温度；
所述控制及存储单元(11)负责接收真空度传感器(6)采集的真空储气罐(5)内的真空度，并以此来控制两通电磁阀(7)的开启和关闭，保证真空储气罐(5)内的真空度在P1～P2范围内，控制和存储单元(11)会记录两通电磁阀(7)每次开启的持续时间，当开启持续时间大于门限值Tm2，则认为过滤器(8)存在堵塞；
真空过滤器(8)的过滤性能应该与车上真空助力器内的过滤器过滤性能一致，以保证进入到电动真空泵的空气质量与实际车用环境一致；
所述冷却装置(10)的形式为包括电动风扇在内的各种电动冷却装置；
两通电磁阀(7)打开时流通截面积选取原则是，应该保证当其打开使得真空储气罐(5)的压力从电动真空泵(1)停止工作的真空度门限P2变化至真空泵(1)开始工作的真空度门限P1时，耗时不低于5秒，以利于精确控制真空储气罐(5)里的真空度；
控制及存储单元(11)同时连接电动真空泵(5)，并根据真空储气罐(5)内的真空度决定控制电动真空泵(1)的工作和停止；控制及存储单元(11)负责接收温度传感器(9)采集的电动真空泵(1)的温度，当电动真空泵(1)的工作温度超过一定限值后，控制及存储单元(11)通过控制冷却装置(10)开启，以将电动真空泵(1)的温度控制在一定温度以下。
2.如权利要求1所述的电动汽车真空泵耐久试验装置的试验方法，具体步骤如下：
1)真空度传感器(6)周期采集真空储气罐(5)的真空度，开启两通电磁阀(7)；
2)当真空度低于门限值P1时，关闭两通电磁阀(7)；控制及存储单元(11)记录本次两通电磁阀(7)工作时间，若时间超过Tm2则判定过滤器(8)存在堵塞，关闭两通电磁阀(7)和电动真空泵(1)，结束试验；若时间未超过Tm2，则延时1秒后通过温度传感器(9)采集电动真空泵(1)温度；
3)若电动真空泵(1)温度高于工作温度最高限值Tr1时，则认为电动真空泵(1)温度过高，开启冷却装置(10)，并重新采集电动真空泵(1)温度；若电动真空泵(1)温度低于工作温度最低限值Tr2，则认为电动真空泵(1)温度正常，关闭冷却装置，同时获取电动真空泵(1)与上次关闭的时间间隔；
4)若电动真空泵(1)与上次关闭的时间间隔小于Tm3时，延时后重新判断与上次关闭的时间间隔；若电动真空泵(1)与上次关闭的时间间隔大于等于Tm3时，开启电动真空泵(1)，在控制及存储单元(11)中的计数器中增加一次，同时开始记录真空度传感器(6)所采集的真空储气罐(5)的真空度数据，并记录电动真空泵(1)的工作时长；
5)当真空储气罐(5)的真空度大于等于门限值P2，且电动真空泵(1)的工作时长小于Tm1时，则关闭电动真空泵(1)，延时1秒后，判断电动真空泵(1)的工作次数是否是5000的整数倍；当真空储气罐(5)的真空度小于门限值P2，且电动真空泵(1)的工作时长大于等于Tm1时，认为真空泵性能严重衰退，由控制及存储单元(11)控制关闭两通电磁阀(7)和电动真空泵(1)，结束试验；
6)若电动真空泵(1)的工作次数是5000的整数倍则进行泄漏检测，若存在泄漏则由控制及存储单元(11)控制关闭两通电磁阀(7)和电动真空泵(1)，结束试验；若电动真空泵(1)的工作次数不是50000的整数倍，或者不存在泄漏则重新开启两通电磁阀(7)，返回步骤1)。

说明书全文

一种电动汽车电动 真空 泵耐久试验装置及试验方法

技术领域

[0001] 本发明属于电动汽车技术领域，涉及一种电动汽车电动真空泵耐久试验装置及相关耐久试验方法。

背景技术

[0002] 对于纯电动汽车而言，刹车真空助力系统能否实时保持一定的真空度，使得司机能够顺利踩下刹车制动车辆，对保证车辆的安全行驶意义重大。电动车与传统燃油车不同，没有发动机进气歧管真空度来提供真空来源，刹车助力系统的真空度完全来自于电动真空泵，电动真空泵的工作可靠性直接影响到制动系统的可靠性。电动真空泵虽然在某些传统燃油车上有装备，但也是作为一个备份装置，其工作频次较低，而电动车制动真空完全来自电动真空泵，电动真空泵的工作频次较高，因此有必要通过耐久试验获取其高频次使用后的性能参数，为整车进行诊断及相关保护功能的开发提供依据。

[0003] 某些知名电动真空泵厂家会提供一些耐久试验信息，但是只提供了最大工作次数和工作寿命，并没有提供真空泵性能随着工作次数增多后的衰减信息，对于主机厂而言，有必要获取此部件的耐久试验性能，为制动真空相关部件的诊断以及整车行车安全提供数据支撑。因此开发一个与整车使用环境和使用条件类似的电动真空泵耐久实验装置，意义重大。

发明内容

[0004] 本发明的目的是解决现有的耐久试验仅能提供最大工作次数和工作寿命的问题，提出了一种电动汽车真空泵耐久试验装置及试验方法，以可以尽可能真实的模拟电动车整车使用情况，以获取随着真空泵工作次数的增多，其性能参数的变化情况。

[0005] 目前已有其他电动真空泵耐久试验装置的技术方案，但是这些方案，多少都存在一些问题，都不能尽可能真实的模拟真空泵在实车上的使用环境，当通过增加真空泵工作频次来进行耐久试验时，真空泵本身的工作状态或多或少与实车运行状态发生差异，导致获取到的实际真空泵耐久试验数据部分失真；本发明数述及的真空泵耐久试验装置，尽可能真实的模拟实车使用环境，以获得尽可能可靠的耐久试验数据；

[0006] 本发明的是通过以下技术方案实现的：

[0007] 一种电动汽车真空泵耐久试验装置，由电动真空泵1、单向阀2、真空管Ⅰ3、真空管Ⅱ4，真空储气罐5、真空度传感器6、两通电磁阀7、过滤器8、温度传感器9、冷却装置10、控制及数据存储单元11组成。

[0008] 电动真空泵1经真空管Ⅰ3与单向阀2相连，单向阀2经真空管Ⅱ4的一条支路与真空储气罐5相连；所述真空度传感器6安装于真空储气罐5上，用于检测真空储气罐5中的空气压力；所述两通电磁阀7经真空管Ⅱ4另一支路与真空储气罐5相连，用于控制进入真空储气罐的空气量；

[0009] 过滤器8一端经真空管Ⅱ4与两通电磁阀7相连，另一端接大气用于对流经两通电磁阀7的空气进行过滤；所述温度传感器9安装于电动真空泵1上，用于检测电动真空泵1的温度，所述冷却装置10用于对电动真空泵1进行冷却，保证电动真空泵1的温度不超过实车使用时的温度；

[0010] 所述控制及存储单元11负责接收真空度传感器6采集的真空储气罐5内的真空度，并以此来控制两通电磁阀7的开启和关闭，保证真空储气罐5内的真空度在P1～P2范围内，控制和存储单元11会记录两通电磁阀7每次开启的持续时间，当开启持续时间大于门限值Tm2，则认为过滤器8存在堵塞。

[0011] 真空过滤器8的过滤性能应该与车上真空助力器内的过滤器过滤性能一致，以保证进入到电动真空泵的空气质量与实际车用环境一致。

[0012] 所述冷却装置10的形式为包括电动风扇在内的各种电动冷却装置。

[0013] 两通电磁阀7打开时流通截面积选取原则是，应该保证当其打开使得真空储气罐5的压力从电动真空泵1停止工作的真空度门限P2变化至真空泵1开始工作的真空度门限P1时，耗时不低于5秒，以利于精确控制真空储气罐5里的真空度；

[0014] 控制及存储单元11同时连接电动真空泵5，并根据真空储气罐5内的真空度决定控制电动真空泵1的工作和停止；控制及存储单元11负责接收温度传感器9采集的电动真空泵1的温度，当电动真空泵1的工作温度超过一定限值后，控制及存储单元11通过控制冷却装置10开启，以将电动真空泵1的温度控制在一定温度以下。

[0015] 试验方法：

[0016] 1)真空度传感器6周期采集真空储气罐5的真空度，开启两通电磁阀7；

[0017] 2)当真空度低于门限值P1时，关闭两通电磁阀7；控制及存储单元11记录本次两通电磁阀7工作时间，若时间超过Tm2则判定过滤器8存在堵塞，关闭两通电磁阀7和电动真空泵1，结束试验；若时间未超过Tm2，则延时1秒后通过温度传感器9采集电动真空泵1温度；

[0018] 3)若电动真空泵1温度高于工作温度最高限值Tr1时，则认为电动真空泵1温度过高，开启冷却装置10，并重新采集电动真空泵1温度；若电动真空泵1温度低于工作温度最低限值Tr2，则认为电动真空泵1温度正常，关闭冷却装置，同时获取电动真空泵1与上次关闭的时间间隔。

[0019] 4)若电动真空泵1与上次关闭的时间间隔小于Tm3时，延时后重新判断与上次关闭的时间间隔；若电动真空泵1与上次关闭的时间间隔大于等于Tm3时，开启电动真空泵1，在控制及存储单元11中的计数器中增加一次，同时开始记录真空度传感器6所采集的真空储气罐5的真空度数据，并记录电动真空泵1的工作时长；

[0020] 5)当真空储气罐5的真空度大于等于门限值P2，且电动真空泵1的工作时长小于Tm1时，则关闭电动真空泵1，延时1秒后，判断电动真空泵1的工作次数是否是5000的整数倍；当真空储气罐5的真空度小于门限值P2，且电动真空泵1的工作时长大于等于Tm1时，认为真空泵性能严重衰退，由控制及存储单元11控制关闭两通电磁阀7和电动真空泵1，结束试验；

[0021] 6)若电动真空泵1的工作次数是5000的整数倍则进行泄漏检测，若存在泄漏则由控制及存储单元11控制关闭两通电磁阀7和电动真空泵1，结束试验；若电动真空泵1的工作次数不是50000的整数倍，或者不存在泄漏则重新开启两通电磁阀7，返回步骤1)。

[0022] 本发明的有益效果：

[0023] 本发明将电动真空泵在实车中连接部件完全复制至试验室环境，同时，将实车环境中的真空助力管路中的真空助力器替换为一个电磁阀，以加快真空助力系统中真空度的泄放，缩短电动真空泵两次运行之间间隔时间，提升试验效率，将真空助力器用电磁阀替代，同时也能避免操作真空助力器所耗费的巨大能量，降低试验成本，同时，为了尽可能真实的模拟真空助力器的特性，本发明在电磁阀入口前设置了一个与实车真空助力器里过滤系统过滤能力相同的过滤器，以保证进入到真空助力管路的空气洁净度与实车环境一致；为了避免试验管路连接对电动真空泵耐久试验的影响，电动真空泵每运行一定次数后，就进行一次试验管路的泄露检测，避免管路泄露造成整个试验的失败；同时，为了避免过滤器堵塞导致真空助力系统真空度降低过慢影响试验效率，两通电磁阀每次开启工作时对过滤器的堵塞情况进行检测，以便实验人员在过滤器堵塞后及时更换。
附图说明

[0024] 图1是本发明专利所述的电动汽车电动真空泵耐久试验装置的结构示意图；

[0025] 图2是本发明专利所述的电动汽车电动真空泵耐久试验方法流程图。

[0026] 图3是本发明专利中电动真空泵每次运行时间和真空储气罐真空度与真空泵工作次数的关系示意图；

[0027] 图4是本发明专利中电动真空泵单次工作时长与工作次数的关系示意图；

[0028] 附图标记：1为电动真空泵，2为单向阀，3为真空管Ⅰ，4为真空管Ⅱ，5为真空储气罐，6为真空度传感器，7为两通电磁阀，8为过滤器，9为温度传感器，10为冷却装置，11为控制及数据存储单元。

具体实施方式

[0029] 如图1所示，一种电动汽车真空泵耐久试验装置，由电动真空泵1、单向阀2、真空管Ⅰ3、真空管Ⅱ4，真空储气罐5、真空度传感器6、两通电磁阀7、过滤器8、温度传感器9、冷却装置10、控制及数据存储单元11组成。

[0030] 电动真空泵1经真空管Ⅰ3与单向阀2相连，单向阀2经真空管Ⅱ4的一条支路与真空储气罐5相连；所述真空度传感器6安装于真空储气罐5上，用于检测真空储气罐5中的空气压力；所述两通电磁阀7经真空管Ⅱ4另一支路与真空储气罐5相连，用于控制进入真空储气罐的空气量；

[0031] 电动真空泵1工作时，将真空储气罐5内空气抽出，使其达到一定的真空度；单项阀2用于限制空气的流向，空气只能从真空储气罐5流向当电动真空泵1，而不能从电动真空泵
1流向真空储气罐5；

[0032] 过滤器8一端经真空管Ⅱ4与两通电磁阀7相连，另一端接大气，用于对流经两通电磁阀7的空气进行过滤；所述温度传感器9安装于电动真空泵1上，用于检测电动真空泵1的温度，所述冷却装置10用于对电动真空泵1进行冷却，保证电动真空泵1的温度不超过实车使用时的温度；

[0033] 所述控制及存储单元11负责接收真空度传感器6采集的真空储气罐5内的真空度，并以此来控制两通电磁阀7的开启和关闭，保证真空储气罐5内的真空度在P1～P2范围内，控制和存储单元11会记录两通电磁阀7每次开启的持续时间，当开启持续时间大于门限值Tm2，则认为过滤器8存在堵塞。

[0034] 真空过滤器8的过滤性能应该与车上真空助力器内的过滤器过滤性能一致，以保证进入到电动真空泵的空气质量与实际车用环境一致。

[0035] 所述冷却装置10的形式为包括电动风扇在内的各种电动冷却装置。

[0036] 两通电磁阀7打开时流通截面积选取原则是，应该保证当其打开使得真空储气罐5的压力从电动真空泵1停止工作的真空度门限P2变化至真空泵1开始工作的真空度门限P1时，耗时不低于5秒，以利于精确控制真空储气罐5里的真空度；

[0037] 本实施例中的试验方法具体步骤如图2所示，具体如下：

[0038] 1)真空度传感器6以50ms为周期采集真空储气罐5的真空度，开启两通电磁阀7；

[0039] 2)当真空度低于门限值P1时，关闭两通电磁阀7；控制及存储单元11记录本次两通电磁阀7工作时间，若时间超过Tm2则判定过滤器8存在堵塞，关闭两通电磁阀7和电动真空泵1，结束试验；若时间未超过Tm2，则延时1秒后通过温度传感器9采集电动真空泵1温度；

[0040] 3)若电动真空泵1温度高于工作温度最高限值Tr1时，则认为电动真空泵1温度过高，开启冷却装置10，并重新采集电动真空泵1温度；若电动真空泵1温度低于工作温度最低限值Tr2，则认为电动真空泵1温度正常，关闭冷却装置，同时获取电动真空泵1与上次关闭的时间间隔。

[0041] 4)若电动真空泵1与上次关闭的时间间隔小于Tm3(5秒)时，延时后重新判断与上次关闭的时间间隔；若电动真空泵1与上次关闭的时间间隔大于等于Tm3(5秒)时，开启电动真空泵1，在控制及存储单元11中的计数器中增加一次，同时开始以200毫秒周期记录真空度传感器6所采集的真空储气罐5的真空度数据，并记录电动真空泵1的工作时长(秒)；

[0042] 5)当真空储气罐5的真空度大于等于门限值P2，且电动真空泵1的工作时长小于Tm1(20s)时，则关闭电动真空泵1，延时1秒后，判断电动真空泵1的工作次数是否是5000的整数倍；当真空储气罐5的真空度小于P2，且电动真空泵1的工作时长大于等于Tm1(20s)时，认为真空泵性能严重衰退，由控制及存储单元11控制关闭两通电磁阀7和电动真空泵1，结束试验，电动真空泵最长工作时间Tm1的确定方法为，随机选取5台下线且状态完好的电动真空泵，每台电动真空泵累计工作时间超过10分钟后，测量这5台电动真空泵将系统真空度从P1抽至P2所耗费的平均时间，将这个平均时间乘以1.5倍，作为电动真空泵最长工作时间Tm1；

[0043] 6)若电动真空泵1的工作次数是5000的整数倍则进行泄漏检测，若存在泄漏则由控制及存储单元11控制关闭两通电磁阀7和电动真空泵1，结束试验；若电动真空泵1的工作次数不是5000的整数倍，或者不存在泄漏则重新开启两通电磁阀7，返回步骤1)。

[0044] 用于过滤器8堵塞检测的两通电磁阀7工作时间门限值Tm2需要根据电磁阀的流通面积和真空储气罐容积，以及真空储气罐真空度范围进行设定。两通电磁阀7最长工作时间限值Tm2的确定方法为，对于已确定的两通电磁阀，测量当其打开后，真空储气罐的真空度从P2降低至P1的所耗费时间的10次平均值，将这个10次平均耗费时间乘以1.2，作为Tm2的值。

[0045] 压力门限值P1和P2的设定取决于真空泵装车运行后，制动部门提出的在满足制动要求前提下，真空助力系统所需保持的真空度的上下限值，这也是在实车运行时，电动真空泵开启工作和停止工作的真空助力系统中的真空度上下限值；

[0046] 保证在耐久试验过程中，真空泵1的温度不超过温度限值Tr1，Tr1的设定取决于在实车运行时，在目标运行地区以目标工况行驶时，真空泵能够达到的最高温度，温度限值Tr1和Tr2的差值应该大于3摄氏度。

[0047] 在试验停止后，根据耐久试验过程中记录的数据，绘制相关图表，包括随运行次数增加，每次运行时间和真空储气罐5真空度变化的三维曲线，如图3所示；以及工作次数和单次工作时长的二维图，如图4所示；

[0048] 根据本耐久实验装置的参数设定，电动真空泵一个工作周期耗时约15秒左右，一个小时运行240次；以电动真空泵20万公里质保为例，平均百公里真空泵使用次数约为250次，则要完成20万公里50万次试验，耐久试验需要约90天即可完成，说明本耐久试验装置的效率还是很高的；另外，本耐久试验管路中包含单向阀，在耐久试验过程中，会定期对系统密封性进行测试，包括单向阀的密封，因此本耐久试验装置还可以实现对单向阀的耐久试验考核；同时，本耐久试验装置使用了与实车一样的过滤装置和温度控制装置，保证了真空泵的工作情况和实车尽可能的一致，提升了耐久试验的可信度。

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