集成油冷电机后端盖的多工况测试装置和测试方法与流程

1.本发明涉及新能源电机产品测试技术领域，特别涉及一种集成油冷电机后端盖的多工况测试装置和测试方法。


背景技术：

2.在新能源汽车领域，新能源汽车的驱动电机在工作时，其转速、转矩密度和功率密度越高，其产生的热量也越高，因此，电机的散热和冷却结构对于电机的可靠稳定高效运行必不可少。电机的冷却可分为风冷、水冷、油冷，油冷凭借天然的电气绝缘、结构设计自由度高等优点正成为高性能电机冷却方案的首选。在运用油冷电机的产品出厂前，为保证产品质量均需要对油冷电机的降温效果进行测试。
3.在相关技术中，传统的测试方案是设计人员基于油冷电机内定转子的发热量来进行理论计算，进而设计分配给油冷电机定转子的油路管道，传统设计中定转子油道流量固定，只针对固定工况进行温度测量，确认其可靠性，而不会设置电磁流量阀(简称电磁阀)进行流量分配，在大功率电机中常常会由于流量分配设计不合理，导致电机温升过高，甚至烧毁电机。而在一些混动产品中会出现控制电磁阀来控制支路流量的设计，其原理是利用汽车的tcu(telematics control unit，温度控制装置)采用三角波加dither的控制方式对相应油路管道上的电磁阀的开闭进行控制，以期产品内的设计结构能够达到理论冷却效果。
4.采用相关技术中的测试方式，需要在产品实际装车并做好管道连接后，配合tcu进行实际运行来实现，对测试的软硬件的要求高。并且若在测试过程中出现多工况估算的热损耗和冷却油路不匹配导致试验温升不满足预期要求的情况，则需要重新对油路管道进行设计制造，以满足油冷电机不同工况下的流量需求，测试成本高且测试效率低。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种集成油冷电机后端盖的多工况测试装置和测试方法，无需装车后所提供的软硬件支撑即可实现对油冷电机内定转子油路进行多种流量分配，实现多工况测试，有效降低测试成本，提高测试效率。技术方案如下：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种集成油冷电机后端盖的多工况测试装置，用于与油冷电机配合连接使用，所述油冷电机包括机壳、转子和定子油管，所述转子设置于所述机壳的内腔中且一端与所述机壳转动连接，所述转子内部具有转子油路，所述转子上具有与所述转子油路连通的第一喷油口，所述定子油管设置于所述机壳的内腔壁上且与所述转子平行，所述定子油管上具有第二喷油口，所述多工况测试装置包括：
7.测试后端盖、油路挡板、流量计、流量阀、第一热敏电阻、第二热敏电阻和控制终端，
8.所述测试后端盖固定盖设于所述机壳上且覆盖所述内腔，所述测试后端盖上具有转子安装孔、定子安装孔和出油口，所述转子的另一端可转动的安装于所述转子安装孔中，所述定子油管与所述定子安装孔连通，所述测试后端盖上还连接设置有油泵和油冷器，所
述油泵的出口与所述油冷器的进口连通，所述油冷器的出口与所述定子安装孔连通，所述出油口与所述内腔连通；
9.所述油路挡板盖设于所述测试后端盖背向所述机壳的一侧面上，所述油路挡板覆盖所述定子安装孔，所述油路挡板上具有转子进油口，所述转子进油口通过所述转子的另一端与所述转子油路连通，所述流量计、所述流量阀均安装于所述油路挡板上，所述油冷器的出口与所述流量计的进口连通，所述流量计的出口与所述流量阀的进口连通，所述流量阀的出口与所述转子进油口连通；
10.所述第一热敏电阻设置于所述转子进油口处，所述第二热敏电阻设置于所述出油口处，所述第一热敏电阻、所述第二热敏电阻、所述流量计、所述流量阀、所述油泵和所述油冷器与所述控制终端电连接。
11.可选地，所述控制终端为双极性电源，所述双极性电源上具有控制面板。
12.可选地，所述测试后端盖上具有多个所述定子安装孔，多个所述定子安装孔在所述转子的周向上围绕所述定子安装孔设置。
13.可选地，所述油路挡板面向所述测试后端盖一侧的板面上具有呈环形的油路汇集槽，所述油路汇集槽围绕所述转子进油口设置，所述油冷器的出口与所述油路汇集槽连通，多个所述定子安装孔均与所述油路汇集槽连通。
14.可选地，所述多工况测试装置还包括油管密封塞，所述定子安装孔的孔径大于所述定子油管的外径，所述油管密封塞套设于所述定子油管的端部，所述定子油管通过所述油管密封塞与所述定子安装孔固定连接。
15.可选地，所述油冷器的出口与所述流量计的进口之间，所述流量计的出口与所述流量阀的进口之间均通过软管连接。
16.可选地，所述多工况测试装置还包括过滤器，所述过滤器固定安装于所述测试后端盖上，所述过滤器的出口用于与进油油路连通，所述过滤器的出口与所述油泵的进口连通。
17.第二方面，本发明实施例提供了一种测试方法，基于前述第一方面所述的集成油冷电机后端盖的多工况测试装置实现，该测试方法包括：
18.将所述测试后端盖和所述油路挡板依次配合安装到所述油冷电机的所述机壳上，使所述定子油管与所述定子安装孔连通，所述油泵的出口与所述油冷器的进口连通，所述油冷器的出口与所述定子安装孔连通，所述出油口与所述内腔连通，所述转子进油口通过所述转子的另一端与所述转子油路连通，所述油冷器的出口与所述流量计的进口连通，所述流量计的出口与所述流量阀的进口连通，所述流量阀的出口与所述转子进油口连通；
19.启动所述油冷电机，利用所述控制终端为所述第一热敏电阻，所述第二热敏电阻、所述流量计、所述流量阀、所述油泵和所述油冷器供电，根据所述油冷电机的工况，利用所述控制终端控制所述油泵的功率和所述流量阀的开度，以调整进入所述定子油管和所述转子油路中的油液的流量；
20.基于所述第一热敏电阻和所述第二热敏电阻的温度数值之差确认对应工况下所述油冷电机的冷却效果，并记录所述流量计的数值。
21.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
22.采用本发明所提供的多工况测试装置，由进油油路进入的整体油液流量由油泵控
制，而进入到转子油路中的油液流量则通过流量阀的开度决定，通过调整流量阀的开度即可对进入定子油管和转子油路中的油液的流量进行分配调整。测试人员可以利用控制终端监控第一热敏电阻和第二热敏电阻的数值，以获取油液在输入转子油路时的输入温度和排出机壳外时的输出温度，利用输入温度和输出温度之间的温度差数据换算出油液与转子之间的换热量，即可评估在当前输入转子与定子油管的油液流量分配情况下，油液对对应工况下油冷电机的冷却效果。而对应油冷电机的不同的工况，测试人员可以通过调整流量阀的开度进行对应的油液分配。测试人员可以根据测试情况和数据对油冷电机内的油路管道进行改进，以得到最佳的冷却效果。
23.该多工况测试装置通过与油冷电机相匹配的测试后端盖和油路挡板来与油冷电机进行配合安装，并通过外置的控制终端进行控制和数据收集，无需装车后所提供的软硬件支撑即可实现对油冷电机内定转子油路进行多种流量分配，实现多工况测试。方便测试人员基于测试结果对油冷电机进行前期调整和重新设计，有效降低测试成本，提高测试效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本发明实施例提供的集成油冷电机后端盖的多工况测试装置一侧面的立体结构示意图；
26.图2是本发明实施例提供的集成油冷电机后端盖的多工况测试装置另一侧面的立体结构示意图；
27.图3是本发明实施例提供的集成油冷电机后端盖的多工况测试装置的侧视结构示意图；
28.图4是如图3中油路挡板拆卸状态的结构示意图；
29.图5是本发明实施例提供的油路挡板外侧面的结构示意图；
30.图6是本发明实施例提供的油路挡板内侧面的结构示意图；
31.图7是本发明实施例提供的油路挡板与测试后端盖的装配结构剖面图；
32.图8是本发明实施例提供的油冷电机的机壳结构示意图；
33.图9是本发明实施例提供的定子油管的结构示意图；
34.图10是本发明实施例提供的转子的结构剖面图；
35.图11是本发明实施例提供的转子的立体结构示意图；
36.图12是本发明实施例提供的控制终端的结构示意图；
37.图13是本发明实施例提供的集成油冷电机后端盖的多工况测试装置的控制结构框图；
38.图14是本发明实施例提供的一种测试方法的流程图。
具体实施方式
39.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
40.在相关技术中，传统的测试方案是设计人员基于油冷电机内定转子的发热量来进行理论计算，进而设计分配给油冷电机定转子的油路管道，传统设计中定转子油道流量固定，只针对固定工况进行温度测量，确认其可靠性，而不会设置电磁流量阀(简称电磁阀)进行流量分配，在大功率电机中常常会由于流量分配设计不合理，导致电机温升过高，甚至烧毁电机。而在一些混动产品中会出现控制电磁阀来控制支路流量的设计，其原理是利用汽车的tcu(telematics control unit，温度控制装置)采用三角波加dither的控制方式对相应油路管道上的电磁阀的开闭进行控制，以期产品内的设计结构能够达到理论冷却效果。
41.采用相关技术中的测试方式，需要在产品实际装车并做好管道连接后，配合tcu进行实际运行来实现，对测试的软硬件的要求高。并且若在测试过程中出现多工况估算的热损耗和冷却油路不匹配导致试验温升不满足预期要求的情况，则需要重新对油路管道进行设计制造，以满足油冷电机不同工况下的流量需求，测试成本高且测试效率低。
42.图1是本发明实施例提供的集成油冷电机后端盖的多工况测试装置一侧面的立体结构示意图。图2是本发明实施例提供的集成油冷电机后端盖的多工况测试装置另一侧面的立体结构示意图。图3是本发明实施例提供的集成油冷电机后端盖的多工况测试装置的侧视结构示意图。图4是如图3中油路挡板拆卸状态的结构示意图。图5是本发明实施例提供的油路挡板外侧面的结构示意图。图6是本发明实施例提供的油路挡板内侧面的结构示意图。图7是本发明实施例提供的油路挡板与测试后端盖的装配结构剖面图。图8是本发明实施例提供的油冷电机的机壳结构示意图。图9是本发明实施例提供的定子油管的结构示意图。图10是本发明实施例提供的转子的结构剖面图。图11是本发明实施例提供的转子的立体结构示意图。图12是本发明实施例提供的控制终端的结构示意图。图13是本发明实施例提供的集成油冷电机后端盖的多工况测试装置的控制结构框图。如图1至图13所示，通过实践，本技术人提供了一种集成油冷电机后端盖的多工况测试装置，用于与油冷电机m配合连接使用。油冷电机m包括机壳m1、转子m2和定子油管m3，转子m2设置于机壳m1的内腔中且一端与机壳m1转动连接，转子m2内部具有转子油路m21，转子m2上具有与转子油路m21连通的第一喷油口m22，定子油管m3设置于机壳m1的内腔壁上且与转子m2平行，定子油管m3上具有第二喷油口m31。
43.该多工况测试装置包括：测试后端盖1、油路挡板2、流量计3、流量阀4、第一热敏电阻5、第二热敏电阻6和控制终端7。
44.其中，测试后端盖1固定盖设于机壳m1上且覆盖内腔，测试后端盖1上具有转子安装孔11、定子安装孔12和出油口13。转子m2的另一端可转动的安装于转子安装孔11中，定子油管m3与定子安装孔12连通。测试后端盖1上还连接设置有油泵14和油冷器15，油泵14的出口与油冷器15的进口连通，油冷器15的出口与定子安装孔12连通，出油口13与内腔连通。
45.油路挡板2盖设于测试后端盖1背向机壳m1的一侧面上，油路挡板2覆盖定子安装孔12，油路挡板2上具有转子进油口21，转子进油口21通过转子m2的另一端与转子油路m21连通。流量计3、流量阀4安装于油路挡板2上，油冷器15的出口与流量计3的进口连通，流量计3的出口与流量阀4的进口连通，流量阀4的出口与转子进油口21连通。
46.第一热敏电阻5设置于转子进油口21处，第二热敏电阻6设置于出油口13处，第一热敏电阻5、第二热敏电阻6、流量计3、流量阀4、油泵14和油冷器15与控制终端7电连接。示例性地，控制终端7可以为第一热敏电阻5，第二热敏电阻6、流量计3、流量阀4、油泵14和油冷器15供电，同时对流量阀4的开度、油泵14的输出功率以及油冷器15的启停进行控制。
47.在本发明实施例中，在需要进行集成油冷电机的多工况油冷测试时，在油冷电机未装车前，可以将油冷电机m本身的后端盖卸下，而改为将本测试装置的测试后端盖1和油路挡板2依次配合安装到油冷电机m的机壳m1上，利用测试后端盖1和油路挡板2代替原本的后端盖，实现进油油路与油冷电机m的连接。在油冷测试开始后，油冷电机m内的转子m2在机壳m1内腔中转动，由进油油路中的油液可以在油泵14的压力作用下进入油冷器4中，经过换热降温的低温油液会分为两路，一路油液由油路挡板2与测试后端盖1之间通过定子安装孔12进入到定子油管m3中，并通过第一喷油口m22喷洒到机壳m1的内腔中进行降温；而另一路油液则进入与流量计3连接的管路，经过流量计3后来到流量阀4的阀前。测试人员根据油冷电机m的当前工况，利用控制终端7控制流量阀4的开度，使进入转子油路m21中的油液的流量达到预设值。这部分油液由转子m2内的转子油路m1对转子m2进行内部降温，并最终由第二喷油口m31喷洒到机壳m1的内腔中以及转子m2上进一步实现降温。最终内腔中的油液会由出油口13离开机壳m1实现回收或者进行油冷循环。
48.采用本发明所提供的多工况测试装置，由进油油路进入的整体油液流量由油泵14控制，而进入到转子油路m21中的油液流量则通过流量阀4的开度决定，通过调整流量阀4的开度即可对进入定子油管m3和转子油路m21中的油液的流量进行分配调整。测试人员可以利用控制终端7监控第一热敏电阻5和第二热敏电阻6的数值，以获取油液在输入转子油路m21时的输入温度和排出机壳m1外时的输出温度，利用输入温度和输出温度之间的温度差数据换算出油液与转子m2之间的换热量，即可评估在当前输入转子m2与定子油管m3的油液流量分配情况下，油液对对应工况下油冷电机的冷却效果。而对应油冷电机m的不同的工况，测试人员可以通过调整流量阀4的开度进行对应的油液分配。测试人员可以根据测试情况和数据对油冷电机m内的油路管道进行改进，以得到最佳的冷却效果。该多工况测试装置通过与油冷电机m相匹配的测试后端盖1和油路挡板2来与油冷电机m进行配合安装，并通过外置的控制终端7进行控制和数据收集，无需装车后所提供的软硬件支撑即可实现对油冷电机内定转子油路进行多种流量分配，实现多工况测试。方便测试人员基于测试结果对油冷电机m进行前期调整和重新设计，有效降低测试成本，提高测试效率。
49.可选地，控制终端7为双极性电源，双极性电源上具有控制面板71。示例性地，在本发明实施例中，在测试过程中，测试人员可以通过双极性电源上的控制面板71来调整流量阀4的开口度，同时利用控制面板71上的显示屏获取油泵14的功率，流量计3、第一热敏电阻5和第二热敏电阻6的数值等测试数据。双极性电源采用直流波加正弦波的控制方式，替代传统tcu采用三角波加dither的控制方式，降低了试验时对tcu软硬件的要求。同时双极性电源还可以提供0.2a直流电流并叠加0.05a,50hz电流波动来实现流量阀4阀体的快速响应，进一步提高了多工况测试装置的调节控制精确度和测试准确性。
50.可选地，测试后端盖1上具有多个定子安装孔12，多个定子安装孔12在转子m2的周向上围绕定子安装孔12设置。示例性地，对于不同型号规格的油冷电机m，其机壳m1内腔中可能同时设置有多个定子油管m3来实现更好的油液喷洒覆盖率，提高冷却效果。在本发明
实施例中，通过在测试后端盖1上设置复数的定子安装孔12，可以同时实现与多个定子油管m3的配合连接，以适应不同型号规格的油冷电机m，提高了多工况测试装置的适配性。
51.可选地，油路挡板2面向测试后端盖1一侧的板面上具有呈环形的油路汇集槽22，油路汇集槽22围绕转子进油口21设置，油冷器15的出口与油路汇集槽22连通，多个定子安装孔12均与油路汇集槽22连通。参考图7，示例性地，在本发明实施例中，由油冷器15输出的油液会通过设置于测试后端盖内部的流道流出到测试后端盖1背向机壳m1的一侧面，并在油路汇集槽22内流动。油液充满油路汇集槽22后，即可经由多个与定子油管m3连通的定子安装孔12进入对应的定子油管m3中。无需额外在油冷器15的出口与定子安装孔12之间分别设置管道进行连通，减少了管道设置的成本以及所需要的占用的空间，降低了多工况测试装置的整体生产成本和占用体积，提高了实用性。
52.可选地，多工况测试装置还包括油管密封塞8，定子安装孔12的孔径大于定子油管m3的外径，油管密封塞8套设于定子油管m3的端部，定子油管m3通过油管密封塞8与定子安装孔12固定连接。示例性地，在本发明实施例中，定子油管m3的长度较长而且采用拉伸工艺，直线度较差，同时受机壳m1内墙壁之间的装配间隙影响，定子油管m3与测试后端盖1的定子安装孔12或者油冷电机m本身的后端盖的连接孔之间会有一定偏差，本发明通过将定子安装孔12的孔径设置的相对较大，同时在定子油管m3的端部套设橡胶材料的油管密封塞8。在装配时，油管密封塞8可以嵌套在定子安装孔12与定子安装孔12之间补偿这两部分装配误差，同时保证装配紧固，既起到密封作用又能改善由于装配误差带来的难以装配油管问题，该连接结构设计也可以对定子油管m3与油冷电机m本身的后端盖的连接孔之间的装配结构提供参考，进一步提高了多工况测试装置的实用性。
53.可选地，油冷器15的出口与流量计3的进口之间，流量计3的出口与流量阀4的进口之间均通过软管连接。示例性地，在本发明实施例中，油冷器15的出口与流量计3的进口之间，流量计3的出口与流量阀4的进口之间均通过软管均通过外置的软管进行连接，方便进行拆卸和更换。
54.可选地，多工况测试装置还包括过滤器9，过滤器9固定安装于测试后端盖1上，过滤器9的出口用于与进油油路连通，过滤器9的出口与油泵14的进口连通。示例性地，在本发明实施例中，通过在油泵14前设置过滤器9，可以对通入到多工况测试装置以及机壳m1、转子m2中的油液中的杂质进行过滤，避免堵塞多工况测试装置以及油冷电机m中的油路，进一步提高了多工况测试装置的实用性。
55.图14是本发明实施例提供的一种测试方法的流程图。如图14所示，本发明实施例还提供了一种测试方法，基于图1至图13所述的集成油冷电机后端盖的多工况测试装置实现，该测试方法包括以下步骤：
56.s1，将测试后端盖1和油路挡板2依次配合安装到油冷电机m的机壳m1上，使定子油管m3与定子安装孔12连通，油泵14的出口与油冷器15的进口连通，油冷器15的出口与定子安装孔12连通，出油口13与内腔连通，转子进油口21通过转子m2的另一端与转子油路m21连通，油冷器15的出口与流量计3的进口连通，流量计3的出口与流量阀4的进口连通，流量阀4的出口与转子进油口21连通。
57.具体地，在需要进行集成油冷电机的多工况油冷测试时，在油冷电机未装车前，可以将油冷电机m本身的后端盖卸下，而改为将本测试装置的测试后端盖1和油路挡板2依次
配合安装到油冷电机m的机壳m1上，利用测试后端盖1和油路挡板2代替原本的后端盖，实现进油油路与油冷电机m的连接。
58.s2，启动油冷电机m，利用控制终端7为第一热敏电阻5，第二热敏电阻6、流量计3、流量阀4、油泵14和油冷器15供电，根据油冷电机m的工况，利用控制终端7控制油泵14的功率和流量阀4的开度，以调整进入定子油管m3和转子油路m21中的油液的流量。
59.具体地，在油冷测试开始后，油冷电机m内的转子m2在机壳m1内腔中转动，由进油油路中的油液可以在油泵14的压力作用下进入油冷器4中，经过换热降温的低温油液会分为两路，一路油液由油路挡板2与测试后端盖1之间通过定子安装孔12进入到定子油管m3中，并通过第一喷油口m22喷洒到机壳m1的内腔中进行降温；而另一路油液则进入与流量计3连接的管路，经过流量计3后来到流量阀4的阀前。测试人员根据油冷电机m的当前工况，利用控制终端7控制流量阀4的开度，使进入转子油路m21中的油液的流量达到预设值。这部分油液由转子m2内的转子油路m1对转子m2进行内部降温，并最终由第二喷油口m31喷洒到机壳m1的内腔中以及转子m2上进一步实现降温。最终内腔中的油液会由出油口13离开机壳m1实现回收或者进行油冷循环。
60.s3，基于第一热敏电阻5和第二热敏电阻6的温度数值之差确认对应工况下油冷电机m的冷却效果，并记录流量计3的数值。
61.具体地，由进油油路进入的整体油液流量由油泵14控制，而进入到转子油路m21中的油液流量则通过流量阀4的开度决定，通过调整流量阀4的开度即可对进入定子油管m3和转子油路m21中的油液的流量进行分配调整。测试人员可以利用控制终端7监控第一热敏电阻5和第二热敏电阻6的数值，以获取油液在输入转子油路m21时的输入温度和排出机壳m1外时的输出温度，利用输入温度和输出温度之间的温度差数据换算出油液与转子m2之间的换热量，即可评估在当前输入转子m2与定子油管m3的油液流量分配情况下，油液对对应工况下油冷电机的冷却效果。
62.采用该多工况测试装置和测试方法，通过与油冷电机m相匹配的测试后端盖1和油路挡板2来与油冷电机m进行配合安装，并通过外置的控制终端7进行控制和数据收集，无需装车后所提供的软硬件支撑即可实现对油冷电机内定转子油路进行多种流量分配，实现多工况测试。方便测试人员基于测试结果对油冷电机m进行前期调整和重新设计，有效降低测试成本，提高测试效率。
63.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件极其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
64.以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。