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轮毂式电动汽车电机动态性能测试试验 杨朝阳 201311802010 机械设计及理论2013级研究生 摘 要: 为轮毂电机驱动的电动汽车设计了一套动力总成试验台架的硬件及软件平台，利用该平台对轮毂电机驱动电动汽车的电机性能和整车控制策略进行了一系列典型试验 试验结果表明，该台架试验平台能够满足设计要求，为轮毂电机性能和整车控制策略的研究提供试验保证，为将来整车的研发工作奠定了实验基础。 关键词:试验台架; 轮毂电机; 动态性能 新能源汽车是当今汽车行业的研究热点和重要发展方向 其中，轮毂电机驱动的电动汽车极大地优化了传动系统结构，节省了车辆布置空间，使车身设计更为灵活多样，同时动态响应更为灵敏，具有诸多传统汽车所不具备的优点，面向轮毂电机电动汽车设计台架，使用PLC作为上位机进行控制，实现了两个子台架的通信和联调，通过实验验证，其满足两轮驱动式轮毂电机电动汽车的试验要求，为轮毂电机实车的研发奠定了实验基础。 1、轮毂电机试验台架设计 1.1 试验台架功能 为满足轮毂电机电动汽车动力系统研究的需要，所设计的试验台架必须具备以下功能: 1.可以实现驱动电机在速度控制模式以及转矩控制模式下的稳态实验; 2.对驱动电机在不同工况下进行性能测试与标定; 3.各驱动电机的联调和协同控制; 可以验证轮毂电机动力控制系统的控制策略和控制算法，验证控制算法，控制策略提出的合理性；4.对其进行合理的优化改进，为整车控制优化提供合理的方案参考,保证整车控制方案的可行性与运行的稳定性。 1.2 试验台架总体设计方案 试验台架采用模块化的设计思想，将台架按功能划分为不同的模块模块化的功能台架具有较强的通用性，可以使测试对象实现台架的资源共享 整个试验台架分为以下5个模块: (1) 测功机系统 将磁粉制动器与张力控制器链接，通过联轴器与扭矩传感器链接，微电机制动提供制动力矩。 ( 2) 动力总成系统 将10kW电机及直流无刷电机控制系统，及48V的蓄电池组作为驱动电动轮的动力来源。 ( 3) 数据采集与控制系统基于PLC的数据采集模块，采集各部件的实时性能参数。 (4) 能源管理系统 该系统由48V的铅酸蓄电池组以及电池管理系统组成 (5) 散热冷却系统 电机控制器采用风冷方式冷却，电机和测功电机也采用风冷方式冷却。 台架硬件结构及设计 2．1 测功机系统 测功系统由磁粉制动器，张力控制器及扭矩传感器三部分组成。 2.1.1磁粉制动器 本实验台采用的是广州晟辉机电设备有限公司生产的磁粉式电磁刹车器，其主要用途是：保持、作业、制动、扭力限制等。本实验台根据电机实际扭矩输出，及制动效果，选择的是PB-2.5型号的制动器，能满足本实验所要求提供的最大制动力需要，满足实验要求！ 磁粉制动器相关试验参数 磁粉制动器工作原理： 　　1:磁粉制动器是采用磁粉作介质，在通电情况下形成磁粉链来传递扭矩的新型传动元件，主要由内转子、外转子、激磁线圈及磁粉组成。 　　2:当线圈不通电时，主动转子旋转，由于离心力的作用，磁粉被甩在主动转子的内壁上，磁粉与从动转子之间没有接触，主动转子空转。 3:接通直流电源后产生电磁场，工作介质磁粉在磁力线作用下形成磁粉链，把内转子、外转子联接起来，从而达到传递，制动扭矩的目的。 磁粉制动器的特点 1、可以轻松进行大范围的控制。 2、可以达到连续滑动运转。 3、可以得到安定的扭力。 4、无鸣叫音。动作面的滞滑现象会发生于摩擦方式，但是在此不会出现，而且也不会发出连结音，所以运转相当安静。 5、热容量很大。由于使用了耐热性优越的磁粉及运用了理想的冷却方法，即使是过于严酷的连续滑动运转，也可以安心使用。 6、可以达到平顺的连续及驱动状态。由于静摩擦系数和动摩擦系数几乎一样，所以完全连结时不会产生震荡，可以因应负载加减速度。 2.1.2 张力控制器 本实验台采用广州晟辉机电设备有限公司生产的张力控制器KTC002，配合磁粉制动器一起使用，通过调节张力控制器的控制电流输出控制磁粉制动器的制动力输出，右图为实验采用的张力控制器KTC002外形图。 图为 控制器相关参数 图为 张力控制器相关安装参数 张力控制器（Tension controller）是一种由单片机或者一些嵌入式器件及外围电路开发而成的系统，是一种控制仪表，它可以直接设定要求控制