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一、产品简介 该设备将一台可正常运行的特斯拉-Model S(2018款全新车)电动车改装为在线检测教具车,可实时检测与诊断电机控制单元、VCU控制单元、高压电池ECU控制单元、车载充电系
  • QY-XN俄罗斯美女电臀舞诱惑Y137特斯拉Model S纯电动汽车专项维修诊断一体化教学区

    发布时间:2019-07-26   分类:陈思坦48式太极拳

    一、产品简介

    该设备将一台可正常运行的特斯拉-Model S(2018款全新车)电动车改装为在线检测教具车,可实时检测与诊断电机控制单元、VCU控制单元、高压电池ECU控制单元、车载充电系统单元与ABS及空调控制单元等的动、静态信号参数。

    适用于中高等职业技术院校、普通教育类学院和培训机构对电动车整车理论和维修实训的教学需要。

    二、功能特点

    1.整车结构完整,各控制系统、传感器、执行器齐全,可正常运行;

    2. 可通过原车仪表显示整车动、静态信号参数;

    3.电控系统各传感器、执行器的工作参数采用发光管或数码表进行显示;

    4.制作可移动“汽车检测实训台”,可分别进行以下控制系统的检测实训:

    展开剩余98%

    电机控制单元

    车载充电控制单元

    ABS控制单元

    辅助电器

    高压电池ECU控制单元

    VCU控制单元

    5.“汽车检测实训台”通过专用线束与整车连接,确保连接断开后整车功能完整,保持原车所有功能。

    6.教学面板采用4mm厚耐腐蚀、耐创击、耐污染、防火、防潮的高级铝塑板,表面经特殊工艺喷涂底漆处理;面板打印有永不褪色的彩色电路图;学员可直观对照电路图和原车各个等实物,认识和分析各控制系统的工作原理。

    7.汽车检测实训台面板上安装有检测端子,可直接在面板上进行原车各控制单元的检测实训。

    8.汽车检测实训台面板上安装有诊断座,可连接专用或通用型汽车解码器,对各电控系统进行读取故障码、清除故障码、读取数据流等自诊断功能。

    9.汽车检测实训台面板部分采用1.5mm冷板冲压成形结构,外形美观;底架部分采用钢结构焊接,表面采用喷涂工艺处理,带自锁脚轮装置。

    三、基本配置:(每套)

    1. 在线检测教具车1辆( 特斯拉-Model S(2018款全新车) )

    2. 故障设置控制器1套

    3. 汽车检测实训台1套(1740*650*1700mm,带可移动脚轮的台架)

    4. 故障设置和考核系统1套

    5. 航空插头和连接电缆1套

    新能源汽车充电桩特斯拉专用40KW

    额定输入电压: AC380V/400V(三相)

    工作电压范围: AC342V-440V

    输入电流: Max 63A

    输入功率: 40KW

    工作频率: 50Hz/50Hz

    输出接口标准: GB/T20234

    防护等级: IP55

    产品尺寸: 400*200*690(长*宽*高)

    充电枪数量: 1

    充电枪电缆长度: 3米

    安全保护功能: 短路保护/过温保护/浪涌保护

    安全认证: CQC

    噪声: 60dB

    冷却方式: 自然冷却

    工作温度: -25°~40°

    显示方式: 触摸屏,LED灯

    特斯拉诊断仪

    特斯拉Toolbox诊断工具检测仪Tesla Toolbox Tester 。

    语言:Multi language optional,多国语言可选。

    特斯拉Toolbox诊断工具检测仪,软件在线自动更新升级、可在线登陆账号、可进行所有特斯拉车型维修诊断编程工作.

    特斯拉汽车电气综合测试系统

    参考图

    系统可对电机常规的性能、外特性、效率特性、NEDC等试验进行自动/手动测试,可以测量功率、扭矩、转速、温度等参数,从而可计算获得电机性能参数,绘制相关曲线。该电力测功机系统可完成堵转扭矩和堵转电流测试、温升试验、连续电动工作特性试验、电机最高转速测试、电机超速试验及馈电工作特性试验等。同时,该设备可将试验过程中产生的电力通过变频系统反馈至公司电网。

    测功机系统选用交流电力测功机,具备四象限运行能力,可独立工作于转速或转矩控制模式。系统配套有台架测试系统、控制系统、测试测量系统、校准系统、冷却水恒温系统等部分。

    外界环境

    l环境温度:-10℃~45℃;

    l环境相对湿度:≤95% RH;

    l供电电源电压:AC380V±10%三相五线制;AC220V±10%单相;

    l冷却循环水:≤30℃;0.2~0.4MPa;

    l压缩空气(可无):0.3~0.5MPa;

    设计依据

    本项目的设计依据以下相关的国家标准:

    GB 755-2008《旋转电机 定额和性能》

    GBT1311-2008《直流电机试验方法》

    GB/T1032-2005《三相异步电动机试验方法》

    GB/T1029-2005《三相同步电机试验方法》

    GB/T22669-2008《三相永磁同步电动机试验方法》

    GB/T18488.1-2015《电动汽车用电机及其控制器 第一部分:技术条件》

    GB/T18488.2-2015《电动汽车用电机及其控制器 第二部分:试验方法》

    GB/T 29307-2012《电动汽车用驱动电机系统可靠性试验方法》

    QC/T 413-1999《汽车电器设备基本技术条件》

    JB/T5335-1991《蓄电池车辆用直流电动机技术条件》

    JB/T1093-1983《牵引电机 基本试验方法》

    GB/T 13422-1992《半导体电力变流器 电气试验方法》

    GB/T20160-2006《旋转电机绝缘电阻测试》

    设备用途

    用于驱动电机、电机控制器、驱动耐久性试验、三电系统联调试验。主要试验项目如下:

    01)驱动电机系统转速、扭矩、功率特性试验

    02)驱动电机、驱动电机控制器、驱动电机系统效率试验、MAP试验

    03)驱动电机系统温升试验

    04)驱动电机堵转试验

    05)电机控制器控制策略开发验证试验

    06)驱动电机过载能力、最高转速、超速试验

    07)驱动电机系统能量回馈试验

    08)电压波动试验

    09)峰值功率、峰值扭矩持续时间试验

    10)驱动电机、电机控制器的开发匹配优化试验、功能验证试验、性能测试以及标定试验

    11)转速控制精度、响应时间

    12)转矩控制精度、响应时间

    13)控制稳定性试验

    14)反电势、空载损耗

    15)可靠耐久试验

    16)电机控制通讯、保护、故障监测试验

    17)自定义道路工况模拟试验

    18)三电联调试验(驱动电机、电机控制器、VCU)

    19)综合工况三电联调试验

    20)自定义三电联调试验

    21)自定义耐久性试验。

    22)耐压测试

    23)电机定子绕组直流电阻

    24)安全接地检查

    25)绝缘电阻

    测试系统任务分解

    电机性能测试台架主要包括以下几部分:

    1)机械台架:用来安装被试电机、负载电机、扭矩传感器等。

    2)电池模拟器:用于给被试电机提供电源。完成电机试验相关项目。

    3)数字化变频调速系统。用于对负载电机进行控制。选用ABBACS880系列四象限交流变频器。

    4)电机参数测量采集系统。包括电机测试系统的所有测试参数的转换、采集、计算等。配备电压、电流互感器、变送器,用于对电机的电参数进行变换、采集等。

    5)试验保障系统。如水冷恒温系统,用于冷却被试电机及其控制器。

    6)工业控制计算机 电机测试控制软件。

    机械台架组成

    1.被试电机(用户提供)

    2.负载电机

    3.转矩传感器

    4.联轴器

    5.中间支撑及机械制动单元

    6.机械平板

    7.防护罩

    8.减震垫

    技术指标

    负载电机系统

    系统中负载电机选用德国啸驰生产的变频电机。德国Schorch Elektrische Maschinen und Antriebe GmbH(啸驰)公司成立于1882年,具体120多年的悠久历史,是世界上最著名的高速电机和大功率特种电机的设计和制造厂商。由于其技术创新领先,产品质量出类拔萃,受到了世界各地许多有影响的重大项目的青睐,尤其是在汽车专业测试台和航空发动机测试台领域,德国SCHORCH(啸驰)拥有独一无二的技术质量优势,是业内专业用户的首选推荐产品。目前,德国SCHORCH(啸驰)已和这些领域的众多知名测试台制造企业和工程公司有着长期配套供应产品及项目合作的良好关系,赢得了全球众多用户的充分信赖和好评。近十几年来,德国SCHORCH(啸驰)也被大量的中国知名汽车制造企业、相关研发单位和测试服务机构选用。

    型号LN7250M-AZ83Z-Z额定功率250 kw额定转速4338rpm额定扭矩550 N.m最高转速15000 rpm额定电流560A编码器脉冲1024p/r转动惯量0.3kgm2防护等级IP23冷却方式风冷倒拖功能具备锁止功能具备(方便标定)噪声90db以下

    变频器

    ABB在提供所有类型测试台应用的交流变频器方面享有无与伦比的声誉,在齿轮、发动机、电机、传动设备等测试中所用电机,ABB变频器可对其进行精确的速度及转矩控制。

    由于采用了称为直接转矩控制(DTC)的智能技术,ABB变频器带来了传统直流电机和其他交流电机控制方面无法实现的超高准确度以及动态转矩控制。

    直接转矩控制 (DTC)是ABB 工业领域变频器中的ABB电机控制平台,用以进行交流电机的精准控制。

    施加于测试台的负荷应当满足测试区控制系统的要求。这就需要延迟时间最小,与此同时在整个测试周期内保持恒定的性能。

    DTC通过提供下列特性,满足这些需要:

    l转矩之准确度,可重复性以及线性度

    l非常快速的转矩上升时间

    与传统的交流变频器控制不同,DTC确保交流电机转矩为首要控制元素,而不是电机电流。采用了DTC控制的电机,电流是实现所需转矩的结果。这就保证了准确度以及施加于测试台的负载转矩的动态特性。

    为了达到最好的动态特性,需要认真考虑交流电机的惯量以及漏电感。该数值越小,转矩上升时间就越快,轴转矩的变化就越快。在许多测试程序中,这是一个关键的问题。无论是否正在使用ABB电机或者使用其他制造商的电机,ABB工业变频器都有一个内置的电机模型,在测试台调试到该特定型号交流电机的参数期间,该模型自动进行精确调整。

    型号ACS880-14-0620-3 L502主电源电压AC380V±10%冷却介质空气颜色米灰外形尺寸(宽×深×高)mm2个2000×800×600额定电流620A额定电压400V额定功率355KW噪声等级≤85dB

    主要功能参数:

    l带有手动定转速、定电流的设定装置。并且具有计算机程控的通用数字接口,包括但 不仅限于USB/RS-485/CAN BUS等,具有完整的通讯接口协议。

    l提供与维护有关的功能:用于维护保养的运转小时计,运转状态和故障指示灯。

    l采用IGBT系统,集成LCL滤波器;

    l电网能量回收满足GB/T14549-1993等相关标准,馈送电不应对电网和其它电力设备造成干扰,配置配电柜,保证电缆从底部接入。谐波满足国标要求:电流谐波<5%,电压谐波<4%。

    l安全保护措施符合IP21(或更高保护级别)要求,包括过流、过压、失压保护,限速、限温保护,跳闸保护功能。

    l电机在各种工况下运行时应保证需方所有试验仪器设备相互间均不受电力干扰,能正常运行使用;动力柜噪声<85dB(A)。

    l具有过电流保护、过电压保护、转速极限保护、扭矩极限保护、轴承超温保护、断电保护等基本自保护功能。

    扭矩传感器

    选用国际知名品牌HBM-T40B扭矩传感器,直接与交流电力测功器输出轴端相连。T40B系列扭矩转速传感器是一种非接接触式的传感器、由转子和定子组成,转子随轴旋转,扭矩信号和转速信号以脉冲频率信号经定子输出,本结构新颖、小巧,动态响应高。

    T40B系列扭矩传感器的主要技术特征:

    l额定扭矩:1000Nm;

    l扭矩测量精度:±0.05%FS;

    l重复性偏差:≤±0.03%;

    l输出信号:扭矩脉冲信号

    l灵敏度(0到额定扭矩):≥30kHz

    l线性偏差:≤±0.05%

    l每10K温度对输出值的影响:≤±0.05%

    l每10K温度对零点的影响:≤±0.05%

    l过载能力: 200%FS;

    l破坏载荷:≥ 400%FS;

    l扭矩法兰工作温度:-20~85℃;

    l最高转速:20000rpm

    电池模拟器

    Ø电池模拟器简介

    科威尔EVS系列电池模拟器(简称电池模拟器),直流输出特性具有高精度及高动态响应特性,并具有双向电网回馈能量的功能。采用全数字控制,控制精度高、响应速度快、输出调节范围广。输出具有可编程功能,通过不同的控制软件可用多种场合使用。可模拟多种电池输出特性以及用户自定义电池特性曲线。主要运用在电动汽车驱动电机(控制器)、储能式逆变器、电动汽车双向充电机的测试等。模拟动力电池输入对电动汽车电机控制器的输入功率、输出电流、过载能力、耐压及电机的效率、堵转电流、最高转速、超速、馈电等性能进行模拟实验。能实时将电机超速实验中的反电动势的能量回馈电网俄罗斯美女电臀舞诱惑,避免控制器损坏。满足GB/T18488.1-2006 标准中对电机及其控制器试验中对电源的要求。

    Ø产品功能及特点

    l采用多级变换俄罗斯美女电臀舞诱惑,IGBT 式电路方式俄罗斯美女电臀舞诱惑,纯数字化电源,技术领先;

    l可将能量回馈电网;同时具有电源、负载两种特性,具备大功率直流电源性能外,实现能量回馈电网的负载功能,具有节能降耗、绿色环保的突出优势;在电动汽车电机测试时无需负载消耗能量,能实时将反向电流回馈电网;

    l产品电路结构采用PWM 整流加DC/DC 双级电路,能实现输出的电压范围宽、精度高、动态响应快的特点。

    l采用PWM 整流 PWM 逆变原理,功率因数>0.99。THD 和注入谐波电流满足国标GB/T14549-93;

    l输出具有恒压、恒流、恒功率模式;

    l具有本机操作、上位机操作功能,选配有上位机软件及外部通讯功能;

    l严格的系统热设计,低温升,长寿命;

    l大屏幕液晶显示、多种通讯接口;

    l可编程的保护及运行参数;

    l可多台并机。

    Ø产品参数

    产品型号250输入电压范围DC: 800V-850V 注:输出电压上限取决于输入电压输出输出电压50-750V额定电压500V额定电流±500A峰值电流±700A额定功率250KW峰值功率350KW峰值时间60s电压精度≤0.1%·FS 5dgt动态响应时间≤10ms(10%-90%突加载,前端输入电压变化5%以内)切换时间≤10ms(﹢90%-﹣90%切换)电压纹波(rms)0.2%·FS能量回馈回馈功率100%能量回馈通讯

    和操作操作界面大屏幕液晶外部通讯RS485(标配)/网口 (选配)/CAN (选配)保护输入过压、过流、缺相输出过压、过温、过流环境

    条件

    安全防护等级IP21(室内 )冷却方式强制风冷环境温度0~45℃相对湿度10-90% (非凝结)

    功率分析仪

    选择由日本横河公司生产的WT3004E功率分析仪,WT3004E具备4个通道测量模块。

    WT3004E采用了先进测量技术,提高了基本性能,使其具有更强的功能和更高可靠性。

    WT3004E功能参数如下:

    项目技术参数基本功率精度(50/60Hz)读数的0.01% 量程的0.02%测量宽带DC 0.1Hz~1MHz输入单元数4电压量程15/30/60/100/150/300/600/1000[V](功率因数为3)

    7.5/15/30/50/75/150/300/500[V](峰值因数为6)电流量程直接输入从0.5/1/2/5/10/20/30[A]或5m/10m/20m/50m/100m/

    200m/500m/1/2[A]中选择(峰值因数为3)

    从0.25/0.5/1/2.5/5/10/15[A]或2.5m/5m/10m/25m/

    50m/100m/250m/500m/1[A]中选择(峰值因数为6) 外部传感器输入50m/100m/250m/500m/1/2/5/10[V](峰值因数为3)

    25m/50m/125m/250m/500m/1/2.5/5[V](峰值因数为6) 电压和电流量程的精度保证范围1%~130%电机评价功能1组扭矩、转速信号接收单元数据更新频率50ms-20S主要测量参数电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、电压峰值、电流峰值、峰值因数接口以太网(/C7)其它IEC61000-3-2 谐波测量

    选择瑞士进口的LEM电流传感器,LEM的产品被广泛应用于众多领域,如工业、铁路、能源与自动化以及汽车领域。

    工业领域的应用隔离状态下测量瞬时电流、电压值,可选择无触点、多股导线、夹持等方式测量电流,测量范围从0.1A到20000A。

    为本方案配置的LEM电流传感器参数如下:

    IT1700 S/SP---4支

    DC-300kHz/700Apk

    宽动态范围:±0-700A(DC)/700Apk(AC)

    宽频率范围:DC-300kHz

    高基本精度:±(读数的0.005% 30μA)

    ±15VDC电源、转接头和电阻负载

    电量传感器箱

    电量传感器箱用来安装电流传感器,采用铜排对外引出电缆接线端子、传感器信号线等。串联在被试电机和被试电机控制器、被试电机控制器和直流电源(或电池模拟器)之间,便于用户在动力电缆间连接电流传感器,监测相关电参数。

    箱体带滚轮,方便移动。柜门带锁具,非专业人员不允许打开。

    电量传感器箱一般安装4个电流传感器,特殊要求可以安装6个以上的电流传感器,或者增加其他定制部件。

    卧式操作台

    卧式操作台主要用于安装及集成控制单元,包含安装上位机及下位机等。

    l型号:非标定制

    l机柜安装尺寸:19寸4U

    l含电源、点火、启停等开关按钮

    l带散热风扇

    l带24V开关电源

    l供电电源:AC220V

    l开门方式:两侧开门及后背开门

    电力测功机控制仪

    FC2013D电力测功机控制仪,是湘仪动力测试仪器有限公司自主研发的用于电力测功机试验台扭矩、转速测量及控制的专用仪表。

    FC2013D电力测功机控制仪与HBM扭矩传感器及与其信号兼容的扭矩传感器,电力测功器,变频器等配套使用,用来测量和控制被试电机的扭矩,转速,功率等参数。仪器采用数字增量式PID控制算法,控制精度高。扭矩,转速设定采用光电式数字电位器,无接触,无磨损,长寿命。无记忆,便于实现控制方式的无扰动切换。输入,输出,电源全部隔离,具有很高的抗干扰能力。采用先进的CAN现场总线技术。CAN先进的“无主”结构,使系统的构筑和扩充非常的方便。与变频器连接采用RS485接口,直接用数据通讯,避免了模拟信号带来的干扰等问题,使系统运行更可靠,智能化程度更高。仪器支持正,反转双向调零。

    仪器自带汉字库,配合液晶显示器和简洁的键盘,使仪器的人机对话十分轻松。菜单式和选项式的操作,简单明了。

    扭矩、转速信号采样频率1kHz。

    技术参数

    转速测量精度±1rpm扭矩测量精度±0.1%FS转速控制精度±2rpm扭矩控制精度±0.2%FS变频器通讯接口RS485测控系统通讯接口CAN开关输出2路开关输入4路油门控制输出D/A12位电压输出输出阻抗100Ω电流输出负载电阻<300Ω颜色米灰电源220V±10%/50±1Hz/0.4kW总量5kg尺寸4U机箱(宽440)工业控制计算机

    型号:IPC-610

    主板:AIMB-701VG

    CPU:i5

    硬盘:1T

    内存:4G

    光驱:DVD-ROM

    操作系统:Windows7以上

    显示器:配24寸液晶显示器

    标配键盘、鼠标

    CAN通讯卡:PCI9810卡,用于系统总线通讯;

    双屏显卡;

    数据采集模块

    FC2022C 数据采集模块是一个独立的模块,在FC2000自动测控系统里是一个CAN节点,用于接入各种形式的传感器,对发动机测量采集的数据实时发送到CAN总线上,由计算机显示。

    技术特点:

    l采集精度优于0.25%FS;采样速度10毫秒。

    l单台采集模块有16个通道,每个通道可配置成不同的传感器类型,电流,电压,电阻等模拟信号都可以测量。

    l模块在硬件上无须做任何调整,既无电位器,也无跳线。所有的调整都是用软件完成的。对不使用计算机的场合,可用液晶显示器和薄膜键盘组成的显示节点来管理模块。由于使用了大屏幕点阵式液晶显示器,操作界面和通用计算机相似,同样简单直观方便。 l每个通道可用软件任意配置为PT100、CU50、K型热电偶、4~20mA等各种类型传感器,用户可自由定义测试参数。

    l对模块的配置和标定在PC机或液晶显示单元上完成。

    CAN网络总线接口。FC2022C 数据采集模块在FC2000发动机自动测控系统里是一个CAN节点,用于接入各种形式的传感器,对发动机测量采集的数据实时发送到CAN总线上,通过计算机显示。

    对模块的配置通过拨码开关完成,通过CAN网络在通用计算机或显示节点上完成标定,RS232用于下载程序。数据采集模块有16个通道,每个通道可配置成不同的传感器类型。电流、电压、电阻等模拟信号都可以测量。模块工作状态由三色灯显示。

    一个模块可同时使用8种不同的传感器,模块内有2个固定的线性化表格,4个自定义的线性化表格,所以可以适用任何非线性特性的传感器。

    本模块尤其适用于多通道的测量,CAN总线上可挂接31个相同的数据采集模块,测量通道可达16×31路。

    使用时,模块在硬件上无须做任何调整,既无电位器,也无跳线,所有的调整都是用软件完成的,而在通用计算机上运行的软件为使用者提供了最便捷而轻松的人机界面。

    ü采样速度

    1. 最快采样周期:1ms

    2. AD采集精度:16位

    3. 采样精度:±0.25%FS(稳态,同时也取决于传感器的精度)

    ü本模块能测量的信号类型

    1. 电压不超过10V的直流电压信号;

    2. 电流不超过20mA的直流电流信号;

    3. 电阻不超过2500欧姆的电阻信号。

    只要信号在上述范围内的各种传感器都可以接入模块进行测量。如温度、压力、流量、空气湿度、排气烟度、漏气量、天然气、空气、液化气流量或重量等等。

    开关量模块

    FC2021C开关量模块内设8路开关量输入、8路开关量输出和2路频率输入。模块在CAN总线上是一个独立的CAN节点,采集的频率和开关量输入信号实时发送到CAN总线上。模块能接受其他CAN节点发送的数据,当某开关量输出被设置为与某模块的某通道(模拟量采集通道)关联时,这个开关量输出就受到这个通道的控制,这个通道测量结果的变化将使这个开关量输出变化;当某开关量输出被设置为直接控制时,它接受CAN总线上的直接控制命令。

    n对模块的配置通过CAN总线在通用计算机或显示节点上进行;

    n模块的输入,输出全部采用光电隔离。电源采用DC/DC隔离电源。

    FC2021开关量模块外形及信号插座出脚见图1

    Ø频率输入:

    l输入阻抗: 100k

    l输入频率范围: 10HZ-10KHZ,

    l输入电压范围: 10mV-20V

    l测量精度: ±0.1%

    Ø开关量输入:

    开关量输入信号可以是机械触点信号,也可以是OC门(集电极开路)输出信号;OC门输出时输出端耐压应大于24V。

    Ø开关量输出:

    开关量输出是继电器触点信号,常开触点和常闭触点都并接有400V压敏电阻,用于消火花。

    触点容量

    7A,240VAC/28VDC

    1脚:常开触点

    2脚:活动刀口

    3脚:常闭触点

    振动传感器

    振动传感器 BSZ808A

    分体式振动变送器,是将加速度传感器,连接变送器后,输出振动的加速度峰值,速度真有效值或位移峰峰值;( 4-20mA电流信号)。用户监测系统振动峰峰值,为系统振动保护提供实时信号。每个台架配置3套改振动传感器,用户监测轴系X、Y、Z轴方向振动幅度。

    技 术 规 格 1. 频率响应:5 ~ 1000 Hz

    2. 测量范围:

    速度真有效值:0~10mm/s、0~20mm/s、 0~50mm/s

    位移峰峰值:0~100um、0~200um、0~500um

    3. 输出电流:4~20mA

    4. 输出阻抗:≤500Ω

    5. 测量方向:通用

    6. 使用环境:温 度 -20℃~60℃;相对湿度 ≤90%;供电:20~30Vdc;

    电缆插座型号:(SY)X12KX3P

    冷却液恒温控制装置

    FC2420TD是一款专门用来冷却测功机电机、车用电机及其控制器的恒温测控装置,是保证电机试验台顺利试验必不可少的辅助设备之一。

    FC2420TD包含两个流体循环回路,内循环冷却水回路和外循环冷却水回路,在外循环冷却水回路中有一个西门子电动调节阀,调节进入热交换器的冷却水流量,以达到控制被试电机出水温度的目的。系统内集成了一个膨胀水箱以分离冷却水中的气泡,补偿冷却水的热膨胀和短时间补充电机内冷却水。系统内部循环动力由一台循环水泵提供,并且可以通过变频器和流量计控制循环水流量。

    FC2420TD原理图

    技术特征:

    Ø系统PID控制器(ABB变频器)能通过RS485与上位机通讯,实时显示温度和流量,并且具有设置目标值功能;

    Ø具有缺液声光报警功能,并且报警状态能在计算机上显示;

    Ø系统手动补水;

    主要技术参数:

    规格型号FC2420TD电源380V±10%/50Hz±1Hz/2.5kW220V±10%/50Hz±1Hz/1kW冷却介质水冷却介质流量5-60L/min可调温度控制范围40℃-75℃(取决于用户提供的冷却水温度)温度控制精度(稳态)±2℃流量控制精度±1%FS电机进出水口管径DN25外循环供水压力0.3-0.4MPa外循环供水流量15m3/h标定装置

    测功机扭矩传感器采用静态标定。

    标定装置由校正臂、平衡臂、砝码盘和标准砝码组成。高精度的校正臂长度,准确的砝码吊挂位置和标准砝码保证了静态标定的精度。

    砝码表面发黑处理并经过计量。

    臂长精度:≤±0.02%FS;

    砝码质量精度:≤±0.02%FS;

    系统配置1000N砝码。

    测功机安装底座

    测功机底座作为负载电机、中间支承、扭矩传感器等设备的安装基础与基准,在很大程度上影响测试系统的工作精度与抗振性能,因此,通过详细计算并结合既往工程经验,我们采用箱型铸造底座,而不采用焊接结构。

    测功机底座采用优质细颗料的灰口铸铁铸造而成,安装面保证没有砂孔、气孔、裂纹、夹渣及缩松等铸造缺陷及其他影响使用的外观缺陷,非安装表面清除型砂,各棱边修钝,且可见非安装表面将铣平整,以喷漆牢固。热处理后硬度为HB 170~220,安装面经多次粗、精铣削反复加工保证其平面度、平行度与粗糙度,并加工固定电机、中间支承的螺孔及吊装孔。底部加工出与铸铁平板联接的安装孔,安装孔设计为长腰形,可使测功机底座安装时在宽度方向上具有一定的调整余地,并留出与铸铁平板定位的定位销空间。

    被试电机支撑

    针对被测电机端面安装的结构形式设计合适的支承工装,支承工装为采用结构钢板焊接而成的三角框架结构,底面与铸铁平板联接,端面为安装面,一边安装被试电机,另一名安装中间支承,端面与底面之间设置加两道三角形强筋保证整体刚度好。

    底面与端面采用厚钢板,与加强筋板焊接前均开焊接坡口,并采用二氧化碳气体保护焊,焊前去除毛刺飞边及氧化皮,并保证焊缝处焊透,焊缝匀整美观,不得有气孔、夹渣、烧穿等缺陷,焊后焊缝处打磨光滑,热处理去除焊接应力。热处理后粗加工,并再次热处理以彻底消除焊接应力与加工应力,底面与安装端面经半精、精铣削加工,最后精镗端面及电机安装的止口圆保证各处尺寸与位置度公差及粗糙度。加工后的安装面涂防锈油,非加工面喷涂防修底漆、面漆,也可整体镀镍处理。

    为了满足被测电机的多样性,在被测电机与支承工装之间往往设置工装过渡板,更换不同的被测电机,只需更换对应的工装过渡板,而不需拆卸支承工装。

    机械制动器

    机械制动器用于被试电机堵转试验,5个制动点。

    中间支承

    中间支承对传动轴系的重要性非常明显,被试电机实际工作时通过花键副联接变速箱并传递扭矩,而不会承受任何轴端弯矩,测试过程中如果通过联轴器直接与HBM扭矩传感器(无轴承结构)、电机相连,则联轴器及部分扭矩传感器的重量将作用在被试电机轴端,而被试电机的花键轴伸较细,必将在轴端产生悬臂弯曲(挠度),转速越高,离心力产生的挠度就越大,轴系振动就越大,甚至可能形成共振失效。因此,随着被试电机转速的升高,尤其当转速达到12000rpm以上,对于传动轴系刚性的要求越发重要。

    对此,我们在被试电机与扭矩传感器之间设置中间支承,避免被试电机承受轴端弯矩。中间支承采用端面安装的形式,安装在被试电机支承工装安装端面的一侧,通过花键副与被试电机连接,中间支承输出端通过高速挠性联轴器与扭矩传感器、电机相连。

    中间支承主要由轴承座、传动轴、轴承及联轴器等零部件构成。

    端面安装的轴承座设计上充分考虑其支承的刚性,采用厚壁结构,并使用优质碳钢锻造而成,粗加工后调质处理,最后精磨内孔、安装端面及与被试电机的定位止口,保证各处的尺寸与位置公差及粗糙度。

    传动轴的设计与轴承的选型则综合考虑了轴系的刚性与高转速要求,以及使用维护的方便。在满足转速的前提下,尽可能选用较大型号的轴承,保证传动轴轴径大、刚性好,因此选用德国FAG或者瑞典SKF高精密主轴轴承,采用专用油脂润滑,使用维护简单方便。传动轴采用低合金优质碳钢锻造、经热处理后精磨外圆而成,保证表面硬度≥HRC30。传动轴输入端为法兰形式,通过不同的工艺联轴器可满足不同的被测电机,输出端为光轴或者精密花键,不采用键联接的方式,以满足高转速要求。

    传动轴在安装前还将进行动平衡处理(包括联轴器),保证轴系的动平衡精度为G1级(ISO 1940-1)。在安装调试过程中,还将利用现场动平衡仪进行现场动平衡,去除由于安装误差及各联接零件之间的累加动平衡误差,保证全转速先轴系的振动加速度小于1g。

    铸铁平板及弹簧减震器

    铸铁平板作为测功机与被测电机的基础与基准,采用优质细颗料的灰口铸铁铸造而成,安装面保证没有砂孔、气孔、裂纹、夹渣及缩松等铸造缺陷,非安装表面清除型砂、且表面平整,涂漆牢固,各棱边修钝。热处理后硬度为HB 170~220,安装面采用刨削加工、刮削工艺保证其平面度与粗糙度,且没有锈迹、划痕、碰伤及其他影响使用的外观缺陷,工作面设置T型槽(GB/T 158)及吊装、安装孔,四周设置污水集流槽及排泄孔。

    l平板尺寸为:3m×1.5m×0.25m(长×宽×厚)

    l平板工作面加工有“T”型槽, T型槽用螺栓为M24;

    l平板配有吊装孔;

    l底面设计有可以放置减振器的工作面\,成均匀布置;

    l减振器:青岛;

    l减振器承重:1.28t/个;

    测试软件

    l集发动机、变速箱、电机测试,混合动力测试等多功能于一体,通过系统配置即可满足不同台架的测试要求;

    l增加了实时测试系统,满足高要求的测试需求;

    l模块化的总体设计,方便对测试设备、实验类型等进行简单的扩展;

    1、模块划分

    FC4000测控系统主要分为两个单独的程序:FC4000配置程序(Paraset.exe)和FC4000测控主程序(FC4000.exe)。其中配置程序用于对系统设备、通讯等进行配置;测控主程序则在系统配置完成的基础上按照试验标准控制系统运行,完成试验,并提供数据处理及报表输出等功能。

    2、模块功能说明

    2,1配置程序(Paraset.exe)

    Ø设备配置

    配置目前系统包含的设备,包括设备名称、所在的DLL文件、地址、初始化参数等;对于某些设备,还可以在设备管理中配置该设备的参数。

    设备管理界面显示了当前系统正在使用的全部设备列表。列表中包含设备是否启用、设备名称、设备类型、设备所在插件文件、设备地址、初始化参数、是否记录通讯日志和备注信息。可以在此界面中新增、删除和修改设备。

    Ø通讯配置

    通讯管理用于配置系统当前所支持的通讯接口配置,包括CAN卡、串口(RS232\RS485\RS422)、TCP和UDP通讯等四种方式

    Ø通道配置

    通道即对应某个设置的一个数据项。

    通道管理界面显示了当前系统正在使用的全部通道列表。列表中包含通道名称、通道显示名称、单位、符号、所在设备、所在设备通道、通道类型、初始化参数、数据精度、偏移、比例、缓冲区、最小值、最大值、备注等信息。可以在此界面中新增、删除和修改通道。在此列表中的全部通道数据将自动记录在Recorder日志数据中,反之不在此列表中的通道数据将不会记录。

    测控主程序(FC4000.exe)

    FC4000测控程序界面由主菜单、工具栏、统计信息显示栏、常规操作区、手动操作区、参数显示区、程控信息显示面板、开关量控制面板、设备状态区、数据记录、消息日志和参数报警限值信息显示面板、状态栏和浮动设备控制窗体等多个部分组成。大部分界面都可以进行动态配置和动态拖放。

    Ø数据采集

    FC4000主测控软件启动后,如果设备连接正常,系统即开始实时采集设备数据。

    系统系统后,软件既按照设定的频率(满足1-10Hz)采集数据并作为黑匣子数据保存在数据库中;另外,用户可可以根据需要手动采集或自动采集数据(最快1000Hz)保存到特定的数据文件中。

    Ø参数显示

    系统参数采用控件的方式实现,用户可以根据需要动态配置,具有很高的灵活性。参数页用于集中参数的显示及管理,可以动态新增参数页,并支持拖放操作,设置背景图等功能。目前系统支持的控件包括仪表盘、常规显示控件、曲线控件、柱状图等。

    Ø报警监控

    报警监控可以分别针对系统、被试件、工况三种情况进行监控。

    报警监控分为3级:报警、保护和停车。每个级别都可设置上下限边界条件和对应的控制动作。同时一个报警限值还可关联最多2个关联通道及其报警条件。只有当关联通道满足条件且监控通道满足报警、保护或停车条件时才会执行对应的报警动作。

    报警监控管理界面显示了当前系统正在使用的全部报警限值项目列表。列表中包含通道名称、限值组、报警下限、报警上限、报警动作、保护下限、保护上限、保护动作、停车下限、停车上限、停车动作,监控允许、持续时间、关联通道1条件、关联通道2条件等信息。可以在此界面中新增、删除和修改通道报警限值项目。

    Ø手动试验

    手动试验功能可以分别控制驱动和负载的控制模式、控制方向、给定值等,一般用于调试人员现场调试或进行简单的功能测试。

    驱动控制区域用于对驱动进行控制,负载控制区域则控制负载。对负载进行控制时,即可以分别给定负载的控制量,也可以通过给定输入扭矩的方式,系统自动调整负载的控制量。

    Ø程控试验

    程控试验则提供了试验的自动控制功能。通过编辑程控文件,软件能自动按照程控文件的要求进行试验。目前系统能够支持常规加载试验、外特性试验、国标及欧标要求的各类排放试验、路谱模拟等各类试验。

    程控运行过程中,提供了条件等待、附加设备控制、工况报警等额外的功能:

    条件等待:即需要等待条件满足后才进入下一工况运行(如:油温>=80℃);

    附加设备控制:即运行某一工况时,设定额外的控制值(如:水加热);

    工况报警:即设定只针对某一工况有效的报警监控;

    另外,对于运行时间较长的试验,还提供了中断继续运行的功能。

    路谱模拟试验界面

    用户可以采用Excel文件形式保存自动控制文件,方便用户管理与编辑自动控制策略。支持直接在Excel中编辑工况,再从Excel文件中导入试验工况,进行自动控制,使工况编辑更加便捷。

    用户也可以根据电机外特性曲线,设置电机的最高工作转速、峰值扭矩、峰值功率、电机工作模式等相关参数(如图所示),然后自动完成电机效率Map图试验。

    电机电动/发电效率MAP图试验参数设置界面

    用户可以自由进行试验循环中试验步数、工况点、测试和控制参数等设置;程控工况支持在Excel中进行编辑,然后再导入系统,进行试验;

    在工况编辑界面,可以自由设定试验工况的个数,工况参数、过渡时间、运行时间等。对于电机控制器参数这类容易变化的控制参数,采用扩展控制参数的方式进行定义。程控文件可以保存为Excel格式,直接在Excel中进行编辑。

    Ø数据处理

    数据处理可以将实验保存的数据进行导出、并生成报表等。

    Ø系统检测

    系统实时监测各设备状态,在设备出现故障或通讯失败时,能及时显示并记录日志。双击各设备,还能查看该设备的详细信息。

    Ø日志功能

    系统运行时的全部日志消息都会显示在日志查看器中,包括设备连接信息、报警信息、通道监控信息、程控信息、手动设备控制信息等。

    每个日志项包含时间、级别和消息内容。

    消息级别分为跟踪、调试、警告、错误、故障5个级别。跟踪及调试信息用黑色字体显示。警告信息用蓝色字体显示。错误和故障信息用红色字体显示。

    在消息日志列表中显示的消息日志也会保存到日志文件中。

    Ø参数设置

    参数配置分为系统配置和试验参数配置。

    系统配置主要用于对台架的系统构成等进行配置,包括系统的控制设备、控制模式、换挡机构等多方面的配置。系统配置功能主要提供给现场调试人员及主管实验人员使用,后续一般不需要更改。

    试验参数配置主要用于配置试验过程中的控制参数,该类型参数主要对试验过程进行安全性检测或者对试验进程等进行控制。

    测试项目

    3.1机械检查

    包括电机自由转动检查、电机系统安装尺寸、电机系统外形尺寸、电机系统质量、电机系统外观及铭牌内容检查。

    注:a自由转动检查即为检查电机转动有无异响,判断电机自由转动状态。

    b对于外形尺寸的检查,重点按照图纸以及设计指标检查主要尺寸。

    3.2电机定子绕组的冷态直流电阻值测试

    测量时电机状态

    将电机在室内静止放置24h之后进行该项测试。

    测试方法

    绕组直流电阻的测定:绕组的直流电阻可用电桥法、微欧计法、电压表电流表法或者其他测量方法测量

    3.3电机绕组对机壳的冷态绝缘性能测试

    测量时电机系统状态

    测量电机绕组的绝缘性能时,应在电机实际冷态下进行,即测试工作应该在电机系统停止工作后至少24h之后,同时电机系统连续放置在实验室内时间超过24h。

    3.4堵转转矩和堵转电流测试

    堵转试验在电机接近实际冷态下进行。试验时,将转子堵住,施加的堵转电流不超过规定的最大电流,测试转子在各个不同的角位(沿转子圆周均匀分布取5点)堵住时产生的转矩值,取其最小值,即为堵转转矩,每个点堵转转矩试验的持续时间为20s,电机绕组的温升不超过电机绝缘等级规定的限值 ------温升超过限值的对应的转矩不计入有效的堵转转矩数值。每个测试点的间隔时间为15min。

    注:对于对极是5或者5的倍数的电机,采用沿圆周均布3个测试点进行测试。

    由于用户被试电机控制器具有扭矩和电流过载保护,因此堵转扭矩和堵转电流仅做到电机额定值。

    3.5温升试验

    温升试验是电机系统在特定运转条件下测得,目的为了考核电机系统的热稳定性。

    冷却方式

    电机系统试验时,应带有与实际使用条件相同的冷却设施,影响电机系统温升的所有部件都应在位,提供与车辆行驶等效条件的装置下进行试验。

    水冷系统按照使用要求,电机系统单位提供冷却系统的冷却温度和流量;风冷系统采用自带的冷却系统;自然冷却系统需自备模拟冷却装置

    试验方法

    测试过程中,电机系统应带有与实际使用条件相同的冷却设施。控制器输入母线电压为额定值。

    a连续工作特性下的温升测试

    从冷态开始,测试纯电动汽车、串联式混合动力汽车和燃料电池电动汽车用电机系统各自的1小时温升,测试混合动力电动汽车(不含串联是混合动力汽车)所使用的牵引电机系统连续工作30min工作温升,测试点包括:

    1、额定转速运行条件下测试;

    2、70%最高工作转速运行条件下测试。

    b峰值工作特性下的温升测试

    按照温度测量方法,从冷态开始,测试纯电动汽车、串联式混合动力汽车和燃料电池电动汽车用电机系统在3min,以及混合动力电动汽车(不含串联是混合动力汽车)所使用的牵引电机系统运行在峰值工作特性曲线上两个工作点处各自在0.5-3min内的温升(轻度混合车用电机系统的时间选择为0.5min,中度混合车用电机系统的时间选择为1min,重度混合车用电机系统的时间选择为2min),包括:

    a在恒转矩工作区域的中间转速点处测试;

    b在恒功率工作区域的中间转速点处测试。

    由于被试电机及其控制器均为水冷设备,因此温升试验中,供应商提供的贴片温度传感器可以能无法真实反映电机内部的温升情况。如果用户要求真实的升温试验,则需要用户在被试电机内部预置温度传感器。

    3.6连续电动工作特性试验

    试验时,被测试电机系统的冷却方式与温升测试冷却条件一致。为控制器施加额定电压,并使电机系统在额定转速和额定转矩条件下运行,达到热平衡后从事连续工作特性曲线的测试。规定热平衡状态为电机系统在上述条件下连续运行1h后的状态。

    额定电压测试

    测试电机系统的控制器母线输入额定电压,测试电机转速小于额定转速的恒转矩特性和大于额定转速的恒功率特性,整个电机系统转矩------转速特性曲线上的测量点不少于10点。

    最低电压测试

    控制器母线输入最低直流电压,重复进行以上测试工作。

    电动最高工作转速测试

    牵引电机控制器在额定电压下,牵引电机运行在连续额定特性曲线上,所能达到的最高转速,在最高转速处持续时间不少于3Min。

    电动超速试验

    被测试牵引电机系统在热平衡状态下,能承受1.2倍最高工作转速试验,持续时间不少于2min,并且被测试设备不发生有害变形。

    采用以下两种测试方式:

    a被牵引电机系统空载,自身调速运行在高速状态;

    b由测功机反拖被测试牵引电机系统完成测试。

    连续馈电工作特性试验

    试验时,被测试电机系统由测功机拖动,被测试电机系统的冷却方式与温升测试冷却条件一致。为控制器施加额定电压,并使电机系统在额定转速和额定转矩条件下连续馈电运行,达到热平衡后从事连续工作特性曲线的测试。规定热平衡状态为电机系统在上述条件下连续运行1h后的状态。

    额定电压测试

    测试电机系统的控制器母线输入额定电压,测试电机转速小于额定转速的恒转矩馈电特性和大于额定转速的恒功率馈电特性,整个电机系统转矩------转速特性曲线上的测量点不少于10点。

    最低电压测试

    控制器母线输入最低直流电压,重复进行以上测试工作。

    KeAPP_ABC_Inc_1_2=1;

    KeAPP_ABC_BENCH_1_2=0;

    KeAPP_KD_BENCH=0;

    driver_K = 0.4,PID调节里面与P、I相关的参数,不能等于0

    driver_b = 1.0,PID调节里面与P相关的参数

    driver_Ti = 8.0,PID调节里面与I相关的参数,不能等于0

    driver_Tt = 2.0,PID调节里面与I相关的参数,不能等于0

    driver_Td = 0.0,PID调节里面与D相关的参数,本系统程序没有D调节功能

    driver_N = 5.0,PID调节里面与D相关的参数,本系统程序没有D调节功能

    Brakepedal:刹车开度限制,大于该值踩下刹车,否则松开刹车

    UseIntegration:是否采用积分,值为1为采用,值为0为不采用

    Load_Mode:NEDC工况里面是否调节油门和刹车,值为1表示不调节,值为0表明调节

    S_working_condition:NEDC工况表里的期望转速是否细分,值为1表示细分,值为0表示不细分

    Force_To_brakes:当期望转速为0时,是否强制踩刹车,值为1表示踩刹车,值为0表示不踩刹车

    CycleTime:NEDC工况里面PID调节一次的时间,单位为ms,范围为0<CycleTime<1000,典型值为100,建议使用100。

    NEDC工况程序流程与实时曲线图

    说明如下:

    a、NEDC模拟道路工况中包含加速、匀速、减速、停车、倒车5种工况已实现。

    b、在工况中采集实际扭矩,将扭矩值转换成车子的合力F,F/m(车的质量)得到车子的加速度a,加速度a对时间积分得出车速m/s。

    c、车速m/s->r/min,乘以确定系数k。

    d、计算车速和工况表里面的期望车速(单位均为m/s)的PID调节输出来控制加速踏板和刹车踏板,运用PID算法调节。

    e、合力部分考虑了车轮的摩擦阻力rolling force,刹车制动力brake force,风阻Drag force和驱动力Force。其中rolling force与重力加速度、摩擦阻力系数和车重成正比;brake force与刹车开度、车轮半径和车重有关;

    Drag force与风阻系数,迎风面积、空气密度和车速有关;

    Force中的速比为9,机械效率为0.95,与车轮半径成反比,扭矩成正比。

    测功机主体部分

    序号分项名称规 格1.1测功机型号:啸驰 LN8 250M-AZ89Z-Z

    额定功率:250 KW

    额定转速:4338rpm

    额定扭矩:550 N.m

    最高转速:15000rpm

    冷却方式:风冷

    中心高:待定1.2变频器ACS880-14-0620-3 L502; 额定电流620A; 四象限运行、电网回馈;含变频柜及组件1.3扭矩传感器型号:HBM T40B-1000N.m

    测量精度:±0.05%FS1.4动力电缆型号:2×3*150 屏蔽电缆,变频器至电机,直流电源至电机,总长度不超过30m1.5电池模拟器国产品牌 输出电压10-800V 峰值电流±700A 额定功率 250KW 峰值功率 350KW1.6功率分析仪型号:WT3000、日本横河;TCP/IP通讯,四通道;自动化测量控制系统

    2.1卧式操作柜湘仪:1100*1100*850; 集成控制单元,含开关、报警等2.2测功机控制仪型号:FC2013D; 恒转速控制精度:±2rpm

    恒扭矩控制精度:±0.2%FS2.3工业控制计算机型号:IPC-610;主板:AIMB-501G2;CPU:i5处理器,2.7G;硬盘:1T;独立显卡,显卡内存1G;内存:4G;光驱:DVD;标配键盘、鼠标;正版win7,正版office2.4显示器型号:AOC 23.6寸2.5UPS不间断电源1000VA2.5CAN卡型号:PCI98202.6数据采集模块型号:FC2022C,16通道/台2.7冷却液恒温控制装置型号:FC2420TS,

    控制精度:±2℃

    带加热,水箱容量≥30L2.8操作软件FC4000新能源车用电机试验软件2.9电流传感器IT700-S、量程700A、精度±0.05%FS2.10电量传感器安装箱定制,安装电流传感器及辅件机械工装及基础部分

    3.1铁地板3m*1.6m*0.25m3.2铁地板减震器JZD-123.3测功机安装底座非标设计3.4防护罩非标设计,带限位开关报警3.5中间支撑非标设计,满足15000rpm,500NM3.6堵转工装非标设计,10等分圆周3.7高速联轴器满足15000rpm,500NM,德国R W3.8被试电机安装支架非标设计、L型支架 过渡板等

    满足500N.m、15000rpm3.9测功机标定装置静校臂杆 托盘 砝码包含:现场调试与培训。

    上海求育科教设备有限公司

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