本實用新型涉及一種汽車制動性能實驗裝置，特別是涉及一種電動汽車復合制動防抱死性能實驗裝置，屬于電動汽車實驗裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電動汽車具有的一大優(yōu)勢就是再生制動技術(shù)，它能夠在車輛制動過程中利用電機進行能量回收，提高電動汽車的續(xù)航能力，但是因為電機提供的制動力矩有限，目前大多數(shù)電動汽車都保留了傳統(tǒng)的防抱死制動系統(tǒng)。

電動汽車由于同時擁有電機制動和機械制動系統(tǒng)，其制動防抱死控制具有和傳統(tǒng)汽車不一樣的特點。在對電動汽車制動防抱死系統(tǒng)進行研發(fā)時，需要對控制策略及方法進行大量的測試，從測試的過程中獲取一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)，但是實驗仍會存在許多問題，如實車實驗成本較高、具有很高的危險性等，而若采用專門的實驗臺來替代一些整車實驗，不僅可以縮短開發(fā)時間，更能降低實驗成本，同時能夠保證人員安全，尤其對于一些進行電動汽車項目研究的科研院校，采用實驗臺測試是一種更為可行的方法。

目前，在對電動汽車復合制動防抱死實驗臺進行開發(fā)的過程中，往往存在著一些問題：如模擬的精度不高，實驗結(jié)果偏差較大；實驗臺過于復雜，對測試系統(tǒng)的精度要求較高，開發(fā)成本較大；對實驗人員操作的專業(yè)性要求比較高等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種電動汽車復合制動防抱死性能實驗裝置，能實現(xiàn)電動汽車防抱死制動過程的模擬，結(jié)構(gòu)簡單、設計合理，且加工制作及使用操作簡便。

本實用新型技術(shù)方案如下：一種電動汽車復合制動防抱死性能實驗裝置，包括驅(qū)動機構(gòu)、機械制動機構(gòu)、加載電機以及測試系統(tǒng)；所述驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機和減速器，驅(qū)動電機的電機軸與減速器輸入軸驅(qū)動連接；所述機械制動機構(gòu)包括制動盤和與所述制動盤配合制動的機械制動器，制動盤與所述減速器輸出軸傳動連接；所述加載電機與所述制動盤傳動連接；所述測試系統(tǒng)包括上位機、復合制動控制單元、驅(qū)動電機控制器、機械制動控制器、加載電機控制器、電流傳感器、輪速傳感器、電源單元，所述電流傳感器向復合制動控制單元發(fā)送驅(qū)動電機的驅(qū)動及制動電流信號，所述輪速傳感器向復合制動控制單元發(fā)送制動盤轉(zhuǎn)速信號，所述電源單元向復合制動控制單元發(fā)送電源荷電狀態(tài)信號，所述復合制動控制單元通過驅(qū)動電機控制器控制驅(qū)動電機，通過機械制動控制器控制機械制動器，通過加載電機控制器控制加載電機；所述上位機和復合制動控制單元電連接。

進一步的，所述驅(qū)動電機、電流傳感器、復合制動控制單元和驅(qū)動電機控制器構(gòu)成第一控制回路用于控制所述制動盤的輪速。

進一步的，所述制動盤、輪速傳感器、復合制動控制單元、機械制動控制器構(gòu)成第二控制回路，所述第一控制回路和第二控制回路用于控制制動盤制動。

進一步的，所述驅(qū)動電機為永磁無刷直流電機。

進一步的，所述加載電機為交流變頻電機。

本實用新型所提供的技術(shù)方案的優(yōu)點在于：上位機預先設定實驗裝置的工作參數(shù)，可以實現(xiàn)對不同質(zhì)量車輛和不同實驗路況的模擬；使用加載電機，可以實現(xiàn)對慣性力較為精確的模擬；采用復合制動控制單元，可以根據(jù)所選擇的制動模式對電機制動力和機械制動力進行協(xié)調(diào)控制。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的原理框圖。

圖3為本實用新型模擬穩(wěn)定行駛階段的控制框圖。

圖4為本實用新型模擬防抱死制動階段的控制框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步說明，但不作為對本實用新型的限定。

請結(jié)合圖1和圖2所示，本實施例所涉及的一種電動汽車復合制動防抱死性能實驗裝置，目的是模擬電動汽車防抱死制動的單輪工作過程。該實驗裝置包括驅(qū)動電機1、減速器4、制動盤6、機械制動器7、加載電機10以及測試系統(tǒng)。驅(qū)動電機1選用永磁無刷直流電機，驅(qū)動電機1作為實驗裝置的驅(qū)動裝置和制動裝置。驅(qū)動電機1的電機軸通過第一聯(lián)軸器3與減速器4的輸入軸驅(qū)動連接，減速器4的輸出軸通過第二聯(lián)軸器5與制動盤6左側(cè)傳動連接，驅(qū)動電機1通過減速器4將驅(qū)動力矩和制動力矩傳遞給制動盤6。加載電機10選用交流變頻電機，在本實施例中，調(diào)整加載電機10的輸出力矩，可以實現(xiàn)模擬不同質(zhì)量的車輛在制動過程中的慣性力，加載電機10通過第三聯(lián)軸器9與制動盤6右側(cè)傳動連接。驅(qū)動電機1通過電機支座一11、加載電機10通過電機支座二12分別固定安裝在實驗裝置的臺架上。

測試系統(tǒng)包括電流傳感器2、輪速傳感器8、驅(qū)動電機控制器13、機械制動控制器14、加載電機控制器15、復合制動控制單元16、電源單元17以及上位機19。其中，電流傳感器2為霍爾式電流傳感器，輪速傳感器8為磁電式傳感器，驅(qū)動電機控制器13為直流電機控制器，機械制動控制器14為液壓ABS系統(tǒng)的ECU控制器，加載電機控制器15為交流電機控制器，復合制動控制單元16為DSP控制器，選用型號為TMS320F2812的控制器，電源單元17采用電池組與超級電容并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。電流傳感器2安裝在驅(qū)動電機1上且與驅(qū)動電機1電連接，用于測量驅(qū)動電機1的驅(qū)動和制動電流，輪速傳感器8用于測量制動盤6的輪速，電流傳感器2與輪速傳感器8將測得的信號傳送到復合制動控制單元16。上位機19根據(jù)所模擬的車輛狀況和道路狀況，設定包括車輛慣性力和路面阻力的工作參數(shù)，并選擇模擬的制動模式。制動模式為電機制動力和機械制動力的分配方式，上位機19將工作參數(shù)和制動模式信息發(fā)送到復合制動控制單元16。復合制動控制單元16發(fā)送控制信息到加載電機控制器15，加載電機控制器15控制加載電機10輸出模擬的車輛慣性力，同時復合制動控制單元16根據(jù)所得到的電流信號、輪速信息、電源單元17傳送的荷電狀態(tài)信息以及上位機19傳送的制動模式信息，生成電機制動力控制信號和機械制動力控制信號。復合制動控制單元16將電機制動力控制信號發(fā)送到驅(qū)動電機控制器13，驅(qū)動電機控制器13控制驅(qū)動電機1的端電壓以改變電樞電流，實現(xiàn)驅(qū)動電機1的驅(qū)動與制動控制；復合制動控制單元16將機械制動力控制信號發(fā)送到機械制動控制器14，機械制動控制器14控制機械制動器7的液壓管路壓力，以實現(xiàn)對機械制動力的控制。

圖3示意了本實驗裝置模擬穩(wěn)定行駛階段的控制框圖。首先通過上位機19向復合制動控制單元16發(fā)送模擬的車輛慣性力和目標輪速ω_idea信息，復合制動控制單元16向加載電機控制器15發(fā)送控制信號，加載電機控制器15控制加載電機10輸出所設定的慣性力；復合制動控制單元16將目標輪速ω_idea與輪速傳感器8測得的實際輪速ω_real作比較，確定理想驅(qū)動電流i_idea，電流傳感器2檢測到的實際電流i_real與該理想電流i_idea作比較，由驅(qū)動電機控制器13控制驅(qū)動電機1的端電壓，使驅(qū)動電機1帶動制動盤6達到目標輪速ω_idea。當制動盤6達到目標輪速后，穩(wěn)定運行一段時間，然后將自動開始制動控制，也可以由實驗者在制動盤6達到目標輪速后，通過上位機19發(fā)出開始制動信號，則立即開始制動過程。

圖4示意了本實驗裝置模擬防抱死制動階段的控制框圖。通過上位機19設定制動模式和理想滑移率λ_idea信息，傳送到復合制動控制單元16，復合制動控制單元16中有滑移率計算模塊18，滑移率計算模塊18根據(jù)輪速傳感器8測得的實際輪速ω_real和計算出的車速v得到實際滑移率λ_real，實際滑移率λ_real與上述理想滑移率λ_idea作比較，由復合制動控制單元16根據(jù)所選的制動模式，生成液壓控制信號和理想制動電流i_idea信號，分別發(fā)送到機械制動控制器14和驅(qū)動電機控制器13。機械制動控制器14控制機械制動器7的液壓管路壓力，使機械制動器7對制動盤6產(chǎn)生機械制動力矩；復合制動控制單元16發(fā)送的理想制動電流i_idea與電流傳感器2測得的實際制動電流i_real作比較，由驅(qū)動電機控制器13控制驅(qū)動電機1的端電壓，使驅(qū)動電機1對制動盤6產(chǎn)生電機制動力矩。所述控制過程反復進行，直至制動盤6停止轉(zhuǎn)動，制動過程結(jié)束。