本系統(tǒng)系按照歐盟標(biāo)準(zhǔn)（BS EN 15194：2009）、國標(biāo)（GB/T 24156-2009）、(GB/T 24157-2009)、(GB/T 24158-2009)等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。測試操作方便，美觀。測試速度快。適合于電動車廠的型式測試。
一、 電動助力自行車底盤動力機(jī)分項(xiàng)表 (復(fù)圖示)
序號 | 名稱 | 品牌 | 型號 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 機(jī)械臺架 | 威格 | 3000*2000*2600mm | 只 | 1 | |
2 | 轉(zhuǎn)鼓 | 威格 | 鋼制Φ460mm | 只 | 3 | |
3 | 扭矩傳感器及聯(lián)軸器 | 三晶 | JN338-100AE | 只 | 1 | |
4 | 扭矩傳感器及聯(lián)軸器 | 三晶 | JN338-100AE | 只 | 1 | |
5 | 前后輪同步結(jié)構(gòu) | 威格 | 帶輪同步輪 | 套 | 1 | |
6 | 前后輪夾緊結(jié)構(gòu) | 威格 | 非 標(biāo) | 套 | 1 | |
7 | 駕駛員模擬質(zhì)量加載 | 威格 | 車把和座鞍 100KG | 套 | 1 | |
8 | 模擬左右剎把氣動剎車結(jié)構(gòu) | 威格 | 質(zhì)量20KG*2 | 套 | 1 | |
9 | 曲柄軸伺服驅(qū)動電機(jī)機(jī)構(gòu) | 松下 | 伺服電機(jī)+減速機(jī)+ 聯(lián)軸器 | 套 | 1 | |
10 | 曲柄軸底板三維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) | 威格 | 上下前后左右前后調(diào)節(jié) | 套 | 1 | |
11 | 后軸加載伺服驅(qū)動電機(jī)機(jī)構(gòu) | 松下 | 伺服電機(jī)+磁粉制動器+聯(lián)軸器 | 套 | 1 | |
12 | 氣動元件 | SMC | 氣壓表及￠30氣缸 | 套 | 1 | |
13 | 安全裝置 | 2路偵察 | 套 | 1 | ||
14 | 電源配電柜 | 威格 | 標(biāo)準(zhǔn)柜 | 只 | 1 | |
15 | 直流電源柜 | 威格 | DCS6050 60V,50A | 只 | 1 | |
16 | 系統(tǒng)控制柜 | 威格 | 標(biāo)準(zhǔn)柜 | 只 | 1 | |
17 | 無紙記錄儀 | 盤古 | VX5308 | 只 | 1 | |
18 | 曲柄軸伺服控制器 | 松下 | 2．2KW， | 只 | 1 | |
19 | 后輪負(fù)載伺服系統(tǒng) | 松下 | 2．2KW | 套 | 1 | |
20 | 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及松下PLC采集卡 | 訊研 | 主機(jī)、17寸LCD/ HP1020激光打印機(jī) | 套 | 1 | |
21 | 控制軟件及測試軟件 | 威格 | 底盤動力測試 | 個(gè) | 1 |
二、 主控柜：
使用立式柜；內(nèi)置電腦顯示器、工控機(jī)、鼠標(biāo)鍵盤；面板上安裝有單相交流電量表、電源開關(guān)、急停按鈕；內(nèi)部安裝有PLC控制器、直流電參數(shù)測量模塊等。
三、 電源配電柜：
使用立式柜；面板上安裝有三個(gè)電壓表，分別為電源配電柜三相進(jìn)線端A相、B相、C相；內(nèi)部主要安裝有一個(gè)2.2kW的松下伺服傳動單元、3kW的伺服驅(qū)動控制器、電抗器、變壓器等。
此柜的主要功能是為曲柄軸加載電機(jī)、轉(zhuǎn)鼓加載電機(jī)和冷卻風(fēng)機(jī)提供電源，并控制其運(yùn)動模式等。
四、 直流電源柜：
使用立式柜；面板上安裝有一個(gè)直流電壓表和一個(gè)直流電流表，主要用于顯示當(dāng)前直流穩(wěn)壓電源的輸出狀態(tài)。內(nèi)部主要放置有一臺DCS6050/60V，50A的直流穩(wěn)壓電源和一些直流主電路切換器件等。
此柜的主要功能是為測試車體配備外接直流電源代替測試車體之電池包；能夠?qū)崿F(xiàn)電池包和外接直流電源間的切換使用。
五、 測試平臺：
測試平臺上主要安裝有前轉(zhuǎn)鼓、后轉(zhuǎn)鼓、轉(zhuǎn)鼓加載變頻電機(jī)、曲柄軸加載電機(jī)、2個(gè)JN338-200AE轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、1個(gè)減速機(jī)、若干個(gè)光電開關(guān)、冷卻風(fēng)機(jī)等；平臺上配有配重砝碼，分別放置在車輛坐墊、腳踏板、車把處進(jìn)行模擬駕駛員質(zhì)量；其上還有氣動裝置，用于車輛前后輪剎車；車輛固定裝置、車輪固定裝置，使車輛在測試過程中保持穩(wěn)定，使前后車輪不偏離、不離開轉(zhuǎn)鼓。前后轉(zhuǎn)鼓間有同步帶，可以實(shí)現(xiàn)單后轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動加載和前后兩轉(zhuǎn)鼓同時(shí)轉(zhuǎn)動加載的功能。
此平臺主要用于放置測試車輛，各種傳感器進(jìn)行采集和測量測試車輛驅(qū)動輪的輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩；曲柄軸的輸入轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩；監(jiān)察電池包溫度等。測試平臺上的三相伺服電機(jī)用于對轉(zhuǎn)鼓加載模擬車輛在道路上行駛時(shí)的行駛助力等；松下伺服電機(jī)用于對曲柄軸進(jìn)行加載，模擬駕駛者腳踏動力等。測試臺前立柱處安裝的冷卻風(fēng)機(jī)用于跟蹤車速，給予對應(yīng)的冷卻風(fēng)力，防止車輪等溫度過高。
注：機(jī)柜尺寸、外形規(guī)格等詳見結(jié)構(gòu)方案！
系統(tǒng)測試項(xiàng)目和測試順序：
各測試項(xiàng)目詳細(xì)測試內(nèi)容如下：
1、電源操控：測試內(nèi)容包含前蹬腳蹬、剎車斷電、停止腳蹬、后蹬腳蹬、設(shè)計(jì)助力速度。
圖1
試驗(yàn)方法：
在檢測臺上，可以使電機(jī)驅(qū)動的車輪空轉(zhuǎn)和模擬地面行駛來測試。
對曲柄軸加載，模擬騎行者蹬踏腳蹬；只有當(dāng)腳蹬向前蹬踏時(shí)，才提供電力助力，電機(jī)具有負(fù)載電流或有扭矩輸出到車輪。
當(dāng)腳蹬向后蹬踏，應(yīng)該沒有電力助力。或在腳蹬向后蹬踏時(shí)，沒有負(fù)載電流點(diǎn)或沒有扭矩輸出到車輪上。
試驗(yàn)車輛在有助力下行駛，系統(tǒng)自動控制氣動裝置使車輛剎車，助力電動裝置將會自動切斷或電流下降直至*斷電。
（以上幾個(gè)測試都應(yīng)該在該試驗(yàn)車輛斷電速度的90%）
使試驗(yàn)車輛達(dá)到設(shè)計(jì)助力速度，此時(shí)車輛的電力輸出或助力應(yīng)逐漸減小直至*斷電。且電力助動的增加與減少應(yīng)逐漸而平穩(wěn)進(jìn)行。
在上述測試過程中，系統(tǒng)會自動測試車輛的速度、試驗(yàn)時(shí)間、助力電機(jī)的輸入電流或驅(qū)動輪的輸出扭矩、距離等。
2、啟動助力模式（若車輛無此功能或未*則不需要進(jìn)行此項(xiàng)目的測試）：騎行時(shí)、停車時(shí)、推行時(shí)啟動助力模式。
圖2
試驗(yàn)方法：
給曲柄軸加載，使試驗(yàn)車輛達(dá)到助力速度的80%，然后卸掉曲柄軸驅(qū)動力，并啟動助力模式，檢測車輛是否能保持6km/h的設(shè)計(jì)速度或以下；然后關(guān)閉啟動助力模式，查看車輛速度是否能回0km/h；當(dāng)車輛停止后再啟動助力模式，確認(rèn)電流降至相當(dāng)于或低于無負(fù)荷電流點(diǎn)；然后測功機(jī)模擬車輛推行時(shí)的速度，并啟動助力模式，并保持1分鐘，確認(rèn)速度等于或低于6km/h。
在上述試驗(yàn)過程中系統(tǒng)會自動測量測試車輛的速度、試驗(yàn)時(shí)間、助力電機(jī)輸入電流或驅(qū)動輪輸出扭矩等。
注：無*或無此功能車輛不需要測量。
3、車速：
圖3
試驗(yàn)方法：
將試驗(yàn)車輛置于底盤測功機(jī)上，轉(zhuǎn)鼓模擬車輛在道路上的行駛助力，試驗(yàn)車輛在底盤測功機(jī)上以車速運(yùn)轉(zhuǎn)；直接讀取車速。連續(xù)試驗(yàn)三次，車速為三次試驗(yàn)測得車速的平均值。且每次試驗(yàn)所測得的平均車速的低值和值之差不得大于低值的3%，否則應(yīng)追加測試次數(shù)，舍去偏散較遠(yuǎn)的值。
在上述試驗(yàn)過程中系統(tǒng)會自動測量測試車輛的速度。
4、啟動性能：測試內(nèi)容包含啟動時(shí)間、啟動加速度。
圖4
試驗(yàn)方法：
將試驗(yàn)車輛裝夾完成，在0車速的情況下，對曲柄軸施加額定扭矩的力，使試驗(yàn)車輛進(jìn)行急加速，并開始計(jì)時(shí)；同時(shí)轉(zhuǎn)鼓測功機(jī)0秒延時(shí)輸出模擬阻力扭矩，直接讀取行駛30m，100m，200m，400m的時(shí)間(距離可設(shè)定)。連續(xù)試驗(yàn)三次。在此過程中還需記錄車輛達(dá)到車速時(shí)的時(shí)間，記錄為啟動時(shí)間。
啟動加速度計(jì)算：
根據(jù)上述試驗(yàn)方法求出測定時(shí)間的平均值，用式（1）求出起始點(diǎn)到各標(biāo)點(diǎn)的加速度，數(shù)值精確到一位小數(shù)。
………………………（1）
式中：
a——加速度，單位m/s²；
S——起點(diǎn)至各標(biāo)點(diǎn)的距離，單位m；
t——起點(diǎn)至各標(biāo)點(diǎn)的時(shí)間，單位s。
在上述試驗(yàn)過程中系統(tǒng)會自動測量測試車輛的速度、加速時(shí)間、距離等。
5、爬坡性能：定速爬坡、定坡度爬坡。
圖5
試驗(yàn)方法：
定速爬坡：將試驗(yàn)車輛置于底盤測功機(jī)上，底盤測功機(jī)設(shè)定為定速控制模式，讓底盤測功機(jī)反帶車輛至設(shè)定車速，車速穩(wěn)定后，對曲柄軸施加額定扭矩的力，使試驗(yàn)車輛進(jìn)行急加速，帶試驗(yàn)車輛再度穩(wěn)定后，記錄試驗(yàn)車輛輸出的功率，由此輸出功率，按照下列公式計(jì)算出此車速下的大爬坡角度。
………………………（2）
………………………（3）
………………（4）
………………（5）
式中：
——前進(jìn)功率，單位W；
——底盤測功機(jī)的模擬負(fù)載參數(shù)，單位kg；
——設(shè)定速度，單位km/h；
——急加速時(shí)試驗(yàn)車輛爬坡輸出功率；
——克服下滑功率；
——試驗(yàn)質(zhì)量，單位kg；
——爬坡角度，單位°；
定坡度爬坡：將底盤測功機(jī)依據(jù)爬坡的角度，設(shè)定爬坡負(fù)載系數(shù)。試驗(yàn)車輛起步后，急加速，使試驗(yàn)車輛車速達(dá)到設(shè)定車速以上的穩(wěn)定值。若試驗(yàn)車輛起步后，在30s內(nèi)無法上升至設(shè)定車速，則停機(jī)降低底盤測功機(jī)的爬坡負(fù)載系數(shù)（即降低爬坡角度）再行試驗(yàn)。
在上述試驗(yàn)過程中系統(tǒng)會自動測量測試車輛的功率、車速、負(fù)載、坡度、質(zhì)量等。
6、滑行性能：滑行距離。
圖6
試驗(yàn)方法：
將試驗(yàn)車輛置于底盤測功機(jī)上，轉(zhuǎn)鼓模擬車輛在道路上的行駛阻力；曲柄軸伺服加載電機(jī)對試驗(yàn)車輛曲柄軸進(jìn)行加載，使試驗(yàn)車輛在底盤測功機(jī)上以設(shè)定速度運(yùn)行并穩(wěn)定；然后停止曲柄軸加載電機(jī)并同時(shí)切斷助力電機(jī)電源電路，使試驗(yàn)車輛車輪自由轉(zhuǎn)動，直到車輛因受行駛阻力而停止，測量車輛此段自由滑行的距離即為滑行距離。
在上述試驗(yàn)過程中系統(tǒng)會自動測量測試車輛的速度、滑行距離。
7、整車效率：
圖7
試驗(yàn)方法：
將試驗(yàn)車輛放置在轉(zhuǎn)鼓測試，經(jīng)過一段時(shí)間的測試。車輛輸出功率=測試扭矩×測試轉(zhuǎn)速÷9.55+測功機(jī)轉(zhuǎn)鼓吸收功率。
輸入功率：是曲柄軸加載在試驗(yàn)車輛上的功率和直流電源或電瓶輸出功率之和，直流部分的功率由PLC的ad采樣計(jì)算得出。
整車效率=試驗(yàn)車輛輸出功率÷輸入功率×
在上述試驗(yàn)過程中系統(tǒng)會自動測量測試車輛的輸入功率、輸出功率。
8、續(xù)航里程：
圖8
試驗(yàn)方法：
蓄電池進(jìn)行*放電和充電，測量電網(wǎng)消耗的電量
按循環(huán)工況法或等速法進(jìn)行續(xù)駛里程
再次為動力蓄電池充電到原來存量，測量電網(wǎng)消耗的電量
由續(xù)行里程和再次充電量計(jì)算能量消耗。
能量消耗的計(jì)算：C=E/D C能量消耗率。E再次充電的電網(wǎng)電量。D是試驗(yàn)期間的總里程。
續(xù)駛里程與能量消耗率的評定。
公式：當(dāng)量續(xù)行里程D當(dāng)量=aD*D工況+（1-aD）D等速
當(dāng)量能量消耗率：C當(dāng)量=aC*C工況+（1-aC）C等速
aC取0.6; aD取0.6
試驗(yàn)終止條件：a）車輛欠壓保護(hù)裝置動作。b)等速，行駛速度達(dá)不到設(shè)計(jì)車速的70%。
在上述試驗(yàn)過程中系統(tǒng)會自動測量測試車輛的車速、電池包充電電量、行駛距離等。
注：試驗(yàn)過程中軟件界面及操作詳見軟件方案！
系統(tǒng)測量參數(shù)：
參數(shù) | 轉(zhuǎn)矩 （JN338） | 轉(zhuǎn)速 （JN338） | 電壓 DC | 電流 DC | ||
轉(zhuǎn)鼓 | 曲柄軸 | 轉(zhuǎn)鼓 | 曲柄軸 | |||
量程 | 200N.m | 200N.m | 4000rpm | 4000rpm | 60V | 50A |
精度 | 0.5% | 0.5% | 0.2% | 0.2% | 0.5% | 0.5% |
主要配置：
名稱 | 型號/主要規(guī)格 |
‘轉(zhuǎn)鼓’轉(zhuǎn)矩傳感器 | JN338-100AE/100N.m |
‘曲柄軸’轉(zhuǎn)矩傳感器 | JN338-200AE/200N.m |
‘轉(zhuǎn)鼓’負(fù)載電機(jī) | MGME302GGG/3kW松下伺服電機(jī) 額定扭矩：28.7N.m/同步轉(zhuǎn)速：750rpm |
‘曲柄軸’加載電機(jī) | MGME302GGG/3kW松下伺服電機(jī) 額定扭矩：28.7N.m/額定轉(zhuǎn)速：1000rpm |
‘轉(zhuǎn)鼓’負(fù)載伺服控制器 | 松下MFDHTB3A2傳動單元 四象限工作模式 |
‘曲柄軸’伺服控制器 | 松下MFDHTB3A2 |
‘曲柄軸’減速機(jī) | BH150-L1-7-B1-D1-S7 額定輸出扭矩：200N.m；額定輸入轉(zhuǎn)速：3000rpm；減速比：1/7 |
1、光電開關(guān)：光電開關(guān)共設(shè)三處，分別為前、后轉(zhuǎn)鼓及臺架兩側(cè)處。
前、后轉(zhuǎn)鼓處的光電開關(guān)為對射型的光電傳感器，其主要作用在于檢測轉(zhuǎn)鼓上是否放置了被試車輛，并且車輪位置是否正確；當(dāng)傳感器未檢測到被試車輛的車輪時(shí)，系統(tǒng)是不能進(jìn)行試驗(yàn)操作的，如果在測試過程中車輛車輪脫離正確位置，系統(tǒng)也將停止測試。
臺架兩側(cè)處的光電開關(guān)為光幕型光電傳感器，其主要作用是在系統(tǒng)進(jìn)行測試過程中防止現(xiàn)場人員進(jìn)入測試臺發(fā)生意外；在系統(tǒng)未測試狀態(tài)下，此光幕是不起任何作用的，只有在系統(tǒng)測試過程中才有相應(yīng)的作用，當(dāng)觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)將停止測試。
2、冷卻風(fēng)機(jī)：主要用于車輪和馬達(dá)的散熱之用。
冷卻風(fēng)機(jī)的放置位置暫定于被試車輛的正前方，其工作方式是在車輛進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)時(shí)，自動啟動風(fēng)機(jī)，對車輛車輪等部位進(jìn)行散熱，當(dāng)系統(tǒng)停止測試后，風(fēng)機(jī)也將自動停止工作。
3、觸摸屏：主要使客戶在現(xiàn)場測試臺處能實(shí)時(shí)了解到系統(tǒng)和被試車輛的基本信息。
此兩個(gè)儀器安裝在臺架上，觸摸屏上主要的控制是現(xiàn)場裝夾裝置等，并在測試過程中可以對電機(jī)電流、電壓等基本信息進(jìn)行監(jiān)測。
4、電參數(shù)測試方式和技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù)：
測量參數(shù) | 測量范圍 | 測量誤差 | 分辨力 | |
電壓(DC) | ±（0.80～60.0）V | ±（0.4%讀數(shù)+0.1%量程） | 0.01V | |
電流(DC) | ±（0.050～50.00）A | <10A 0.001A ≥10A 0.01A | ||
功率 | U*I | <1000W 0.1W ≥1000W 1W ≥2kW 10W |
注：轉(zhuǎn)換速率：約10次/秒。
如圖1所示，客戶需配備XP1、XP2兩處連接頭以用于電參數(shù)測試，測試方式及電池包與配備直流電源間的切換如圖中所示。
圖1
5、純加速油門：
我們可以提供一個(gè)信號接線端子，但其需要的信號類型必須由客戶自己提供（控制油門的電壓信號？0-10V？）
純加速油門的測試由客戶在軟件上自行填寫控制油門的信號強(qiáng)度（如3V?5V?）
6、系統(tǒng)待測量：
待測量 | 單位 |
曲柄軸扭矩 | N.m |
曲柄軸轉(zhuǎn)速 | rpm |
轉(zhuǎn)鼓扭矩 | N.m |
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速 | rpm |
電機(jī)電流 | A |
電機(jī)電壓 | V |
時(shí)間 | S |
說明：
關(guān)于轉(zhuǎn)換供電模式、測量電參數(shù)的電路，貴方提供的方法和特制電池包組合實(shí)施可行，我們將會根據(jù)貴方要求的電路和接線方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)測試過程中，如需轉(zhuǎn)換供電模式，則也將根據(jù)貴方要求的類型進(jìn)行切換電路。
貴方要求的電路和電池包連接方式確認(rèn)如下：
角度、角速度這兩項(xiàng)的數(shù)據(jù)采集將通過PLC進(jìn)行，此2項(xiàng)數(shù)據(jù)不會在上位機(jī)上實(shí)時(shí)顯示，只在需要時(shí)可以從PLC中調(diào)幾組數(shù)據(jù)出來查看。
轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩這兩項(xiàng)的數(shù)據(jù)將通過上位機(jī)板卡類設(shè)備直接采集，并可在上位機(jī)上實(shí)時(shí)顯示數(shù)值。
1、 0～30rpm，每間隔4度取數(shù)據(jù)，共90組數(shù)據(jù)（角度、角速度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩），誤差≤5%；
2、 30～60rpm，每間隔8度取數(shù)據(jù)，共45組數(shù)據(jù)（角度、角速度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩），誤差≤5%；
3、 60～90rpm，每間隔12度取數(shù)據(jù)，共30組數(shù)據(jù)（角度、角速度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩），誤差≤5%；
4、 90～120rpm，每間隔18度取數(shù)據(jù)，共20組數(shù)據(jù)（角度、角速度、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩）
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