技术领域
[0001] 本实用新型属于电动汽车制动性能模拟试验技术领域，尤其是涉及一种模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台。
背景技术
[0002] 现如今，全世界范围内的
能源与环境问题日益突出，因此电动汽车成为未来汽车发展的必然趋势之一。电动汽车的制动过程区别于传统
内燃机汽车的一个重要方面就是再生制动技术的应用。电动汽车的再生制动，就是利用电机的电气制动产生反向
力矩使车辆减速或停车。对于感应电机来说，电气制动有
反接制动、直流制动和再生制动等。其中，能实现将
刹车过程中
能量回收的只有再生制动，其本质是电机
转子的转动
频率超过电机的电源频率，电机工作于发电状态，将机械能转化为
电能通过逆变器的反向续流
二极管给
电池充电。
[0003] 汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向
稳定性和长下坡时能够维持一定车速的能力，称为汽车制动性。制动性能是汽车的重要性能指标之一，直接关系到交通安全，再生能量回馈和利用的前提是保证安全性。再生制
动能量回收的优点除可提高能量利用率外，还有减小机械、液压等制动方式的机械磨损，可实现更加精确的制动控制，以及降低传统汽车制动过程中因
温度升高而产生的制动热衰退现象等。
[0004] 电动汽车制动可分为以下三种模式，不同模式应辅以不同的控制策略。三种制动模式如下：(1)紧急制动：对应于制动减速度大于2m/s2的过程，出于安全性方面的考虑应以机械
摩擦制动为主，电气制动仅起辅助作用；在急刹车时，可根据初始速度的不同，由车上ABS控制提供相应的机械摩擦制动力；(2)中轻度制动：对应于汽车在正常工况下的制动过程，如遇红灯或者靠站停车等，可分为减速过程与停止过程；电气制动负责减速过程，停止过程由机械摩擦制动完成；(3)汽车长下坡时的制动：电动汽车长下坡一般发生在盘山公路下缓坡时，在制动力要求不大时，可完全工作于纯再生制动模式。由以上三种制动模式可知，除了紧急制动外，其它两种模式都可以应用再生制动，将刹车产生的能量回馈到直流
母线，给电池充电。
[0005] 目前，电动汽车再生制动技术越来越受到重视，但随着研究的深入，技术人员发现有些技术问题急于需要解决，如控制策略方面的优化及参数的匹配等问题。而解决上述问题的有效方法就是采用模拟试验的方法，通过在产品设计和试制阶段的模拟试验，将汽车制动性能的
缺陷与不足暴露处理，再通过改进和解决暴露并发现的缺陷与不足，从而提高车辆的制动性能。因而，需设计一种结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、使用效果好的模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，能有效模拟双电机驱动电动汽车的再生制动工况，为提高车辆制动性能提供可靠依据。实用新型内容
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述
现有技术中的不足，提供一种模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、使用效果好，能有效模拟双电机驱动电动汽车的再生制动工况。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其特征在于：包括
水平台架、安装在水平台架前部的前轮轴系模拟机构、位于所述前轮轴系模拟机构后侧的后轮轴系模拟机构和对所模拟电动汽车行驶过程中的负载进行模拟的负载模拟机构，所述后轮轴系模拟机构安装在水平台架后部；
[0008] 所述后轮轴系模拟机构包括后轮轴、对所述后轮轴进行驱动的后轮轴驱动机构和安装在所述后轮轴上的机械制动器，所述后轮轴包括左半轴和右半轴，所述后轮轴驱动机构包括对所述左半轴进行驱动的左
驱动电机和对所述右半轴进行驱动的右驱动电机；所述机械制动器包括安装在所述左半轴上的左后
制动盘和安装在所述右半轴上的右后制动盘；所述左驱动电机和右驱动电机分别安装在水平台架左右两侧，所述左半轴和所述右半轴均安装在水平台架上；所述左后制动盘为对所模拟电动汽车的左后轮进行模拟的左后模拟轮，所述右后制动盘为对所模拟电动汽车的右后轮进行模拟的右后模拟轮；所述左驱动电机和右驱动电机组成所模拟电动汽车的再生制动模拟系统；
[0009] 所述前轮轴系模拟机构包括前轮轴、对所述前轮轴进行驱动的前轮轴驱动机构，以及安装在所述前轮轴左右两侧的左前制动盘和右前制动盘；所述前轮轴驱动机构与所述前轮轴之间通过传动机构进行传动连接，所述前轮轴驱动机构和所述前轮轴均安装在水平台架上；所述左前制动盘为对所模拟电动汽车的左前轮进行模拟的左前模拟轮，所述右前制动盘为对所模拟电动汽车的右前轮进行模拟的右前模拟轮；
[0010] 所述负载模拟机构包括左侧加载电机和右侧加载电机；所述左驱动电机与所述左半轴的一端进行传动连接，所述左侧加载电机与所述左半轴的另一端进行传动连接；所述右驱动电机与所述右半轴的一端进行传动连接，所述右侧加载电机与所述右半轴的另一端进行传动连接。
[0011] 上述模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其特征是：所述左驱动电机和右驱动电机均为永磁同步电机。
[0012] 上述模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其特征是：所述左侧加载电机和右侧加载电机均为交流电机。
[0013] 上述模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其特征是：还包括
监控系统，所述监控系统包括上位机、再生制动
控制器、加载电机控制器、驱动电机控制器和前轮轴驱动控制器，所述左驱动电机和右驱动电机均由驱动电机控制器进行控制且二者均与驱动电机控制器连接，所述左侧加载电机和右侧加载电机均由加载电机控制器进行控制且二者均与加载电机控制器连接，所述前轮轴驱动机构由前轮轴驱动控制器进行控制且其与前轮轴驱动控制器连接；所述左驱动电机和右驱动电机均为对所模拟电动汽车进行电气制动的
电动机且二者均由再生制动控制器进行控制，所述左驱动电机和右驱动电机均与再生制动控制器连接；
[0014] 所述再生制动控制器、加载电机控制器、驱动电机控制器和前轮轴驱动控制器均与上位机连接。
[0015] 上述模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其特征是：所述监控系统还包括后轮轴系转速检测单元，所述后轮轴系转速检测单元为对所述左半轴、所述右半轴、左后制动盘或右后制动盘的转速进行实时检测的转速检测单元，所述后轮轴系转速检测单元与再生制动控制器连接。
[0016] 上述模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其特征是：所述监控系统还包括对左侧加载电机和右侧加载电机的输出力矩进行实时检测的电机力矩检测单元，所述电机力矩检测单元与再生制动控制器连接。
[0017] 上述模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其特征是：还包括充电
电路和与充电电路连接的可充电电池，所述左驱动电机和右驱动电机均与充电电路连接；所述监控系统还包括对可充电电池的电量进行实时检测的电量检测单元，所述电量检测单元与再生制动控制器连接。
[0018] 上述模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其特征是：所述水平台架为立方体台架，所述立方体台架包括水平底座和安装在水平底座上的立方体护栏，所述立方体护栏由四个分别布设在水平底座四周侧上方的竖向护栏连接而成；
[0019] 所述左半轴、所述右半轴和所述前轮轴均呈平行布设，所述前轮轴呈水平布设；
[0020] 所述前轮轴系模拟机构安装在水平底座的前侧上部且其位于矩形护栏内；所述左驱动电机和右驱动电机均安装在水平底座的后侧上部，所述左半轴和所述右半轴布设在同一直线上且二者均呈水平布设；所述左半轴通过
轴承安装在位于水平底座左侧上部的所述竖向护栏上，所述右半轴通过所述轴承安装在位于水平底座右侧上部的所述竖向护栏上；
[0021] 所述立方体护栏的后部左侧设置有供左侧加载电机放置的左侧
支撑板，所述立方体护栏的后部右侧设置有供右侧加载电机放置的右侧支撑板；所述左侧支撑板和右侧支撑板均呈水平布设且二者均位于立方体护栏外侧。
[0022] 上述模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其特征是：所述前轮轴驱动机构为交流变频电机，所述传动机构为皮带轮传动机构。
[0023] 上述模拟双电机驱动电动汽车再生制动性能试验台，其特征是：所述左后制动盘、右后制动盘、左前制动盘和右前制动盘均为液压
盘式制动器，所述左后制动盘、右后制动盘、左前制动盘和右前制动盘均由机械制动控制器进行控制且其均与机械制动控制器连接。
[0024] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0025] 1、结构简单、设计合理且加工制作简便，投入成本较低。
[0026] 2、使用操作简便且使用效果好、实用价值高，对所模拟电动汽车进行大幅简化，仅通过前轮轴系模拟机构、后轮轴系模拟机构和所述负载模拟机构即可实现对所模拟电动汽车的真实模拟。并且，左驱动电机和右驱动电机组成所模拟电动汽车的再生制动模拟系统。
[0027] 实际使用过程中，采用本实用新型能对所模拟电动汽车的驱动工况、所模拟电动汽车的机械制动工况、所模拟电动汽车的各种负载(包括不同路面的路面阻力、
风阻力以及载重等)以及所模拟电动汽车的再生制动工况分别进行有效、真实模拟，并能对所模拟电动汽车再生制动过程中所产生能量的准确、实时监测。
[0028] 综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、使用效果好，能有效模拟双电机驱动电动汽车的再生制动工况。
[0029] 下面通过
附图和
实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0030] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0031] 图2为本实用新型的侧部结构示意图。
[0032] 图3为本实用新型的前部结构图。
[0033] 图4为图2的俯视图。
[0035] 附图标记说明:
[0036] 1—右后制动盘； 2—第一连轴器； 3—第三连轴器；
[0037] 4—左后制动盘； 5—第四连轴器； 6—左侧加载电机；
[0038] 7—左驱动电机； 8—右驱动电机； 9—交流变频电机；
[0039] 10—主动轮； 11—左前制动盘； 12—从动轮；
[0040] 13—第五
联轴器； 14—第六联轴器； 15—右前制动盘；
[0041] 16—水平台架； 16-1—水平底座 16-2—立方体护栏[0042] 17—右侧加载电机； 18—第二连轴器； 19—加载电机控制器；
[0043] 20—驱动电机控制器； 21—前轮轴驱动控制器；
[0044] 22—再生制动控制器； 23—后轮轴系转速检测单元；
[0045] 24—上位机； 25—电机力矩检测单元；
[0046] 26—充电电路； 27—可充电电池； 28—电量检测单元；
[0047] 29—左侧支撑板； 30—右侧支撑板； 31—机械制动控制器。
具体实施方式
[0048] 如图1、图2、图3及图4所示，本实用新型包括水平台架16、安装在水平台架16前部的前轮轴系模拟机构、位于所述前轮轴系模拟机构后侧的后轮轴系模拟机构和对所模拟电动汽车行驶过程中的负载进行模拟的负载模拟机构，所述后轮轴系模拟机构安装在水平台架16后部；
[0049] 所述后轮轴系模拟机构包括后轮轴、对所述后轮轴进行驱动的后轮轴驱动机构和安装在所述后轮轴上的机械制动器，所述后轮轴包括左半轴和右半轴，所述后轮轴驱动机构包括对所述左半轴进行驱动的左驱动电机7和对所述右半轴进行驱动的右驱动电机8；所述机械制动器包括安装在所述左半轴上的左后制动盘4和安装在所述右半轴上的右后制动盘1；所述左驱动电机7和右驱动电机8分别安装在水平台架16左右两侧，所述左半轴和所述右半轴均安装在水平台架16上；所述左后制动盘4为对所模拟电动汽车的左后轮进行模拟的左后模拟轮，所述右后制动盘1为对所模拟电动汽车的右后轮进行模拟的右后模拟轮；所述左驱动电机7和右驱动电机8组成所模拟电动汽车的再生制动模拟系统；
[0050] 所述前轮轴系模拟机构包括前轮轴、对所述前轮轴进行驱动的前轮轴驱动机构，以及安装在所述前轮轴左右两侧的左前制动盘11和右前制动盘15；所述前轮轴驱动机构与所述前轮轴之间通过传动机构进行传动连接，所述前轮轴驱动机构和所述前轮轴均安装在水平台架16上；所述左前制动盘11为对所模拟电动汽车的左前轮进行模拟的左前模拟轮，所述右前制动盘15为对所模拟电动汽车的右前轮进行模拟的右前模拟轮；
[0051] 所述负载模拟机构包括左侧加载电机6和右侧加载电机17；所述左驱动电机7与所述左半轴的一端进行传动连接，所述左侧加载电机6与所述左半轴的另一端进行传动连接；所述右驱动电机8与所述右半轴的一端进行传动连接，所述右侧加载电机17与所述右半轴的另一端进行传动连接。
[0052] 本实施例中，所述左驱动电机7和右驱动电机8均为永磁同步电机。
[0053] 实际使用时，所述左驱动电机7和右驱动电机8也可以采用其它类型的能对所模拟电动汽车进行电气制动的电动机。
[0054] 本实施例中，所述左侧加载电机6和右侧加载电机17均为交流电机。
[0055] 如图5所示，本实用新型还包括监控系统，所述监控系统包括上位机24、再生制动控制器22、加载电机控制器19、驱动电机控制器20和前轮轴驱动控制器21，所述左驱动电机7和右驱动电机8均由驱动电机控制器20进行控制且二者均与驱动电机控制器20连接，所述左侧加载电机6和右侧加载电机17均由加载电机控制器19进行控制且二者均与加载电机控制器19连接，所述前轮轴驱动机构由前轮轴驱动控制器21进行控制且其与前轮轴驱动控制器21连接；所述左驱动电机7和右驱动电机8均为对所模拟电动汽车进行电气制动的电动机且二者均由再生制动控制器22进行控制，所述左驱动电机7和右驱动电机8均与再生制动控制器22连接；
[0056] 所述再生制动控制器22、加载电机控制器19、驱动电机控制器20和前轮轴驱动控制器21均与上位机24连接。
[0057] 并且，所述监控系统还包括后轮轴系转速检测单元23，所述后轮轴系转速检测单元23为对所述左半轴、所述右半轴、左后制动盘4或右后制动盘1的转速进行实时检测的转速检测单元，所述后轮轴系转速检测单元23与再生制动控制器22连接。
[0058] 本实施例中，所述后轮轴系转速检测单元23为对左后制动盘4或右后制动盘1的转速进行实时检测的转速检测单元。
[0059] 本实施例中，所述监控系统还包括对左侧加载电机6和右侧加载电机17的输出力矩进行实时检测的电机力矩检测单元25，所述电机力矩检测单元25与再生制动控制器22连接。
[0060] 本实施例中，本实用新型还包括充电电路26和与充电电路26连接的可充电电池27，所述左驱动电机7和右驱动电机8均与充电电路26连接；所述监控系统还包括对可充电电池27的电量进行实时检测的电量检测单元28，所述电量检测单元28与再生制动控制器22连接。
[0061] 实际加工时，所述水平台架16为立方体台架，所述立方体台架包括水平底座16-1和安装在水平底座16-1上的立方体护栏16-2，所述立方体护栏16-2由四个分别布设在水平底座16-1四周侧上方的竖向护栏连接而成；
[0062] 所述左半轴、所述右半轴和所述前轮轴均呈平行布设，所述前轮轴呈水平布设；
[0063] 所述前轮轴系模拟机构安装在水平底座16-1的前侧上部且其位于矩形护栏16-2内；所述左驱动电机7和右驱动电机8均安装在水平底座16-1的后侧上部，所述左半轴和所述右半轴布设在同一直线上且二者均呈水平布设；所述左半轴通过轴承安装在位于水平底座16-1左侧上部的所述竖向护栏上，所述右半轴通过所述轴承安装在位于水平底座16-1右侧上部的所述竖向护栏上；
[0064] 所述立方体护栏16-2的后部左侧设置有供左侧加载电机6放置的左侧支撑板29，所述立方体护栏16-2的后部右侧设置有供右侧加载电机17放置的右侧支撑板30；所述左侧支撑板29和右侧支撑板30均呈水平布设且二者均位于立方体护栏16-2外侧。
[0065] 本实施例中，所述左半轴和所述右半轴呈对称布设。
[0066] 本实施例中，所述水平底座16-1为矩形底座。
[0067] 并且，所述左半轴和所述右半轴均沿水平底座16-1的宽度方向进行布设。
[0068] 本实施例中，所述左侧支撑板29和右侧支撑板30均为矩形平板，所述立方体护栏16-2的后部左侧设置有对左侧支撑板29进行支撑的左侧斜向支撑杆，且立方体护栏16-2的后部右侧设置有对右侧支撑板30进行支撑的右侧斜向支撑杆。
[0069] 本实施例中，所述前轮轴驱动机构为交流变频电机9，所述传动机构为皮带轮传动机构。
[0070] 实际安装时，所述交流变频电机9安装于水平底座16-1上，并且，所述交流变频电机9为所述前轮轴后侧。
[0071] 本实施例中，所述左后制动盘4、右后制动盘1、左前制动盘11和右前制动盘15均为液压盘式制动器，所述左后制动盘4、右后制动盘1、左前制动盘11和右前制动盘15均由机械制动控制器31进行控制且其均与机械制动控制器31连接。并且，所述机械制动控制器31与上位机24连接。
[0072] 实际安装时，所述左驱动电机7和右驱动电机8呈对称布设，所述左侧加载电机6和右侧加载电机17呈对称布设，并且左驱动电机7、右驱动电机8、左侧加载电机6、右侧加载电机17和交流变频电机9均呈水平布设。
[0073] 本实施例中，所述右驱动电机8的动力
输出轴与右侧加载电机17的动力输出轴和右后制动盘1均呈同轴布设，所述右后制动盘1位于右驱动电机8与右侧加载电机17之间；所述右半轴包括第一连轴器2和第二连轴器18，所述右驱动电机8的动力输出轴通过第一连轴器2与右后制动盘1进行同轴连接，所述右侧加载电机17的动力输出轴通过第二连轴器18与右后制动盘1进行同轴连接。
[0074] 相应地，所述左驱动电机7的动力输出轴与左侧加载电机6的动力输出轴和左后制动盘4均呈同轴布设，所述左后制动盘4位于左驱动电机7与左侧加载电机6之间；所述左半轴包括第三连轴器3和第四连轴器5，所述左驱动电机7的动力输出轴通过第三连轴器3与左后制动盘4进行同轴连接，所述左侧加载电机6的动力输出轴通过第四连轴器5与左后制动盘4进行同轴连接。
[0075] 本实施例中，所述前轮轴包括第五联轴器12和第六联轴器14，所述皮带轮传动机构包括主动轮10和通过皮带与主动轮10进行连接的从动轮13，所述主动轮10同轴安装在交流变频电机9的动力输出轴上，所述左前制动盘11通过第五联轴器12与从动轮13进行同轴连接，所述右前制动盘15通过第六联轴器14与从动轮13进行同轴连接。
[0076] 实际安装时，所述水平底座16-1上设置有对左后制动盘4、右后制动盘1、左前制动盘11和右前制动盘15分别进行支撑的支撑架，并且左后制动盘4、右后制动盘1、左前制动盘11和右前制动盘15与所述支撑架
支架均通过轴承进行连接。
[0077] 本实施例中，所述驱动电机控制器20和前轮轴驱动控制器21也可以采用同一个控
制芯片。
[0078] 由上述内容可知，本实用新型将所模拟电动汽车进行大幅简化，仅通过所述前轮轴系模拟机构、所述后轮轴系模拟机构和所述负载模拟机构即可实现对所模拟电动汽车的真实模拟。其中，所述左后制动盘4、右后制动盘1、左前制动盘11和右前制动盘15分别对所模拟电动汽车的左后轮、右后轮、左前轮和右前轮分别进行模拟。并且，所述左驱动电机7和右驱动电机8组成所模拟电动汽车的再生制动模拟系统。
[0079] 实际使用过程中，所述后轮轴为所模拟电动汽车的
驱动轴，通过驱动电机控制器20对左驱动电机7和右驱动电机8进行控制，带动所述后轮轴中的所述左半轴和所述右半轴进行转动；同时，通过前轮轴驱动控制器21控制交流变频电机9带动所述前轮轴进行转动，从而实现对所模拟电动汽车的驱动工况进行模拟；
[0080] 并且，通过机械制动控制器31对左后制动盘4、右后制动盘1、左前制动盘11和右前制动盘15分别进行控制，实现对所模拟电动汽车的机械制动工况进行模拟；
[0081] 同时，通过加载电机控制器19对左侧加载电机6和右侧加载电机17分别进行控制，实现对所模拟电动汽车的负载进行模拟的过程；
[0082] 另外，通过再生制动控制器22对左驱动电机7和右驱动电机8分别进行控制，使左驱动电机7和右驱动电机8产生反向力矩并对所模拟电气汽车进行电气制动，从而实现对所模拟电动汽车的再生制动工况进行模拟；并且，对所模拟电动汽车的再生制动工况进行模拟过程中，所述左驱动电机7和右驱动电机8工作于发电状态，此时通过充电电路26将左驱动电机7和右驱动电机8产生的电能存储至可充电电池27内，实现对所模拟电动汽车再生制动过程的能量回收；并且，通过电量检测单元28对可充电电池27的电量进行实时检测，实现对所模拟电动汽车再生制动过程中所产生能量的准确、实时监测。
[0083] 实际使用过程中，采用本实用新型能实现平滑减速过程中的制动工况模拟和转弯减速过程中的制动工况模拟。其中，对平滑减速过程中的制动工况进行模拟时，采用机械制动控制器31对左前制动盘11和右前制动盘15分别进行控制，使左前制动盘11和右前制动盘15的制动力相同；对转弯减速过程中的制动工况进行模拟时，采用机械制动控制器31对左前制动盘11和右前制动盘15分别进行控制，使左前制动盘11和右前制动盘15的制动力不同，具体是使转弯一侧转动盘的制动力大于远离转弯一侧转动盘的制动力。
[0084] 同时，采用本实用新型能实现不同路面的制动工况模拟，只需改变左侧加载电机6与右侧加载电机17的输出力矩N1的取值大小即可，实现方便且使用效果好。
[0085] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
