电流消耗装置及附件发电机测试系统的制作方法

1.本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种电流消耗装置及附件发电机测试系统。


背景技术：

2.在发动机研发过程中，发动机试验是发动机产品性能、耐久可靠性和综合质量不可或缺的验证方法。其中附件电机动态测试是一个在点火条件下进行的乘用车汽油发动机整机功能性测试，这个测试的主体是为了评价附件动态电机的运行状态、寿命、能力值和功率值等有效参数，以此评价电机个体性能与模拟安装在整车上的运行情况。因此在该类试验中需要使用相应设备对试验中的电机产生的电功率进行消耗，并且消耗过程应直观可见，同时还应满足电机工作时产生的电压、功率等范围。
3.目前发动机试验室常见的测试主要为使用电池模拟器等成套设备进行发电机动态状态下电能消耗。目前在用的电流消耗设备体积过大且无法移动，且能源消耗过大、操作复杂。
4.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供了一种电流消耗装置及附件发电机测试系统，旨在解决现有技术中附件电机动态测试过程中电流消耗设备造价高、能耗过大以及操作复杂的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提出一种电流消耗装置，所述电流消耗装置包括：控制模块、能源消耗模块、开关模块以及蓄电池。
7.其中，所述能源消耗模块分别与所述控制模块、所述蓄电池以及外部发电机连接，所述控制模块与所述开关模块连接，所述开关模块分别与所述蓄电池和所述外部发电机连接；
8.所述能源消耗模块，用于消耗所述外部发电机产生的电能，并将未消耗电能输出至所述蓄电池；
9.所述能源消耗模块，还用于对所述外部发电机输入的电流值进行采集，获得外部输入电流值信号，并将所述外部输入电流值信号传输至所述控制模块；
10.所述控制模块，用于根据所述外部输入电流值信号中电流值的大小输出开关信号至所述开关模块；
11.所述开关模块，用于控制所述蓄电池与所述外部发电机之间的通断；
12.所述蓄电池，用于为所述外部发电机提供励磁电流以及存储所述能源消耗模块输入的所述未消耗电能。
13.可选的，所述能源消耗模块包括：电流采集单元、电能消耗单元；
14.其中，所述电能消耗单元分别与所述外部发电机以及所述蓄电池连接，所述电流
采集单元与所述控制模块连接；
15.所述电流采集单元，用于对所述外部发电机输入至所述电能消耗单元的电流值进行采集，获得外部输入电流值信号，并将所述外部输入电流值信号传输至所述控制模块；
16.所述电能消耗单元，用于消耗所述外部发电机产生的电能，并将未消耗电能输出至所述蓄电池。
17.可选的，所述电流采集单元包括：电流传感器和电流显示器；
18.其中，所述电流传感器设置与所述外部发动机与所述电能消耗单元之间，所述电流传感器与所述电流显示器连接，所述电流显示器与所述控制模块连接。
19.可选的，所述电能消耗单元包括：接触器、第一断路器、分流器、集成电阻和电流表；
20.其中，所述接触器、所述断路器、所述集成电阻以串联方式连接，所述电流表与所述分流器并联，所述集成电阻的一端接所述外部发电机的正极，所述集成电阻的另一端接所述外部发电机的负极。
21.可选的，所述能源消耗模块还包括：控制回路单元；
22.其中，所述控制回路单元分别与所述蓄电池以及所述电能消耗单元连接；
23.所述控制回路单元，用于导出所述能源消耗模块产生的热能以及控制所述能源消耗模块的启停。
24.可选的，所述控制回路单元包括：第一继电器、风扇、第二断路器，启动开关、风扇开关、启动信号灯以及风扇信号灯；
25.其中，所述第二断路器的一端接蓄电池正极，所述第二断路器的另一端与所述启动开关的一端以及所述风扇开关的一端连接，所述启动开关的另一端与所述启动信号灯的正极以及第一继电器的一端连接，所述风扇开关的另一端与所述风扇的正极以及所述风扇信号灯的正极连接，所述启动信号灯的负极、所述第一继电器的另一端、所述风扇的负极以及所述风扇信号灯的负极与所述蓄电池的负极连接，所述第一继电器用于控制所述电能消耗单元中的接触器。
26.可选的，所述开关模块包括：第二继电器；
27.其中，所述第二继电器的一端与所述蓄电池连接，所述第二继电器的另一端与所述外部发电机连接，所述第二继电器的控制端与所述控制模块连接。
28.可选的，所述电流消耗装置还包括：空调工装模块；
29.其中，所述空调工装模块分别与所述蓄电池以及所述控制模块连接；
30.所述空调工装模块，用于调节所述电流消耗装置所处环境温度；
31.所述空调工装模块，还用于采集自身温度，获得温度采集信号，并将所述温度采集信号发送至所述控制模块，以使所述控制模块调节所述空调工装模块的表面温度。
32.可选的，所述空调工装模块包括：空调加载工装、冷凝器、温度传感器和电控三通阀；
33.其中，所述空调加载工装与所述冷凝器连接，所述冷凝器的正输入端与所述蓄电池正极连接，所述冷凝器的负输入端与所述蓄电池负极连接，所述温度传感器设置与所述冷凝器表面，所述温度传感器的信号输出端与所述控制模块连接，所述电控三通阀与所述控制模块连接，设置于热能输送管道。
34.为实现上述目的，本发明还提出一种附件发电机测试系统，所述附件发电机测试系统包括上述电流消耗装置。
35.本发明提供了一种电流消耗装置及附件发电机测试系统，所述电流消耗装置包括：控制模块、能源消耗模块、开关模块以及蓄电池；其中，所述能源消耗模块分别与所述控制模块、所述蓄电池以及外部发电机连接，所述控制模块与所述开关模块连接，所述开关模块分别与所述蓄电池和所述外部发电机连接；所述能源消耗模块，用于消耗所述外部发电机产生的电能，并将未消耗电能输出至所述蓄电池；所述能源消耗模块，还用于对所述外部发电机输入的电流值进行采集，获得外部输入电流值信号，并将所述外部输入电流值信号传输至所述控制模块；所述控制模块，用于根据所述外部输入电流值信号中电流值的大小输出开关信号至所述开关模块；所述开关模块，用于控制所述蓄电池与所述外部发电机之间的通断；所述蓄电池，用于为所述外部发电机提供励磁电流以及存储所述能源消耗模块输入的所述未消耗电能。本发明提供一种电流消耗装置，通过能源消耗模块消耗发电机产生的电能并通过蓄电池回收未消耗电能，相较于在用的电流消耗设备，本发明提供的电流消耗装置操作简便、能耗低且造价不高。
附图说明
36.图1为本发明提出的电流消耗装置第一实施例的结构示意图；
37.图2为本发明提出的电流消耗装置第二实施例的结构示意图；
38.图3为本发明提出的电流消耗装置第二实施例中电能消耗单元电路图；
39.图4为本发明提出的电流消耗装置第二实施例中控制回路单元电路图；
40.图5为本发明提出的电流消耗装置第三实施例的结构示意图；
41.图6为本发明提出的电流消耗装置第三实施例的控制逻辑原理图；
42.图7为本发明提出的电流消耗装置第三实施例的实体结构图。
43.附图标号说明：
44.标号名称标号名称10控制模块r集成电阻20能源消耗模块sb1启动开关30开关模块sb2风扇开关40蓄电池km1第一继电器50空调工装模块m风扇21电流采集单元j接触器22电能消耗单元fl分流器23控制回路单元a电流表qf1第一断路器lh1启动信号灯qf2第二断路器lh2风扇信号灯
45.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
46.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
47.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
49.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
50.参照图1，图1为本发明提出的电流消耗装置第一实施例的结构示意图。基于图1提出本发明电流消耗装置第一实施例。
51.在本实施例中，所述电流消耗装置包括：控制模块10、能源消耗模块20、开关模块30以及蓄电池40；
52.其中，所述能源消耗模块20分别与所述控制模块10、所述蓄电池40以及外部发电机连接，所述控制模块10与所述开关模块30连接，所述开关模块30分别与所述蓄电池40和所述外部发电机连接。
53.需要说明的是，外部发电机为附件电机动态测试中的待测发电机，控制模块10可以是由单片机及其外围电路构成的控制电路，也可以由计算机程序完成，蓄电池40为可充电放电的储能电池，能源消耗模块20主要由集成电阻及控制开关组成，该集成电阻可以为电阻片等，用来将发电机产生的电能转换成热能，进而形成对电能的消耗。
54.可以理解的是，能源消耗模块20用于消耗外部发电机产生的电能，并将未消耗的电能传输至蓄电池40，能源消耗模块还用于对外部发电机输入的电流值进行采集，得到电流值信号，并将该电流值信号输出至控制模块10，该电流值信号为可以表征电流大小的信号；控制模块20用于根据该电流值信号输出开关信号至开关模块30，进而通过开关模块30控制蓄电池40与外部发电机之间的通断，蓄电池40用于为外部发电机启动时提供励磁电流以及存储能源消耗模块20输入的未消耗电能。
55.应当理解的是，在具体实施中，在将外部发电机连接至该电流消耗装置后，控制模块10通电，整个电流消耗装置上电，当该外部发电机点火完成时，控制模块10控制开关模块30导通蓄电池40与外部发电机之间的连接，蓄电池40为外部发电机提供励磁电流，此时外部发电机开始运行产生电能；电能被输送至能源消耗模块20，能源消耗模块20中的集成电阻将电能转换为热能；电能消耗模块20中的电流传感器会采集外部发电机输入的电流值的大小，并发送至控制模块10，当该电流值的大小达到预设值(正常发电需求值)时，控制模块10会控制开关模块30断开蓄电池40与外部发电机之间的连接，杜绝蓄电池持续给外部发电机供电，导致外部发电机实际电流数据不准确，外部发电机的电能经能源消耗模块20消耗后，多余的电能会输送至蓄电池40进行存储。
56.本实施例提供了一种电流消耗装置及附件发电机测试系统，所述电流消耗装置包括：控制模块、能源消耗模块、开关模块以及蓄电池；其中，所述能源消耗模块分别与所述控制模块、所述蓄电池以及外部发电机连接，所述控制模块与所述开关模块连接，所述开关模块分别与所述蓄电池和所述外部发电机连接所述能源消耗模块，用于消耗所述外部发电机产生的电能，并将未消耗电能输出至所述蓄电池；所述能源消耗模块，还用于对所述外部发电机输入的电流值进行采集，获得外部输入电流值信号，并将所述外部输入电流值信号传输至所述控制模块；所述控制模块，用于根据所述外部输入电流值信号中电流值的大小输出开关信号至所述开关模块；所述开关模块，用于控制所述蓄电池与所述外部发电机之间的通断；所述蓄电池，用于为所述外部发电机提供励磁电流以及存储所述能源消耗模块输入的所述未消耗电能。本发明提供一种电流消耗装置，通过能源消耗模块消耗发电机产生的电能并通过蓄电池回收未消耗电能，相较于在用的电流消耗设备，本发明提供的电流消耗装置操作简便、能耗低且造价不高。
57.参照图2，本发明提出的电流消耗装置第二实施例的结构示意图。基于上述电流消耗装置第一实施例，提出本发明电流消耗装置的第二实施例。
58.在本实施例中，所述能源消耗模块20包括：电流采集单元21、电能消耗单元22；
59.其中，所述电能消耗单元22分别与所述外部发电机以及所述蓄电池40连接，所述电流采集单元21与所述控制模块10连接.
60.需要说明的是，在本实施例中，电流采集单元21用于对外部发电机输入至电能消耗单元22的电流值进行采集，获得外部输入电流值信号后，并将该外部输入电流值信号传输至控制模块10，电能消耗单元22用于消耗外部发电机产生的电能，并将多余的电能输出至蓄电池进行存储。
61.在本实施例中，所述电流采集单元21包括：电流传感器和电流显示器；
62.其中，所述电流传感器设置与所述外部发动机与所述电能消耗单元之间，所述电流传感器与所述电流显示器连接，所述电流显示器与所述控制模块10连接。
63.需要说明的是，在本实施例中，该电流传感器可以是霍尔电流传感器，其设置在外部发电机传输电流至电能消耗单元22的线路上，用来检测外部发电机输出的电流值大小，并将表示该电流值的大小的信号输出至电流显示器，以使该电流显示器通过屏幕向用户显示该电流值的具体数值。
64.参照图3，图3为本发明提出的电流消耗装置第二实施例中电能消耗单元电路图。
65.在本实施例中，所述电能消耗单元22包括：接触器j、第一断路器qf1、分流器fl、集成电阻r和电流表a；
66.其中，所述接触器j、所述第一断路器qf1、所述集成电阻r以串联方式连接，所述电流表a与所述分流器fl并联，所述集成电阻r的一端接所述外部发电机的正极，所述集成电阻r的另一端接所述外部发电机的负极。
67.需要说明的是，该电能消耗单元22由外部12v电源供电，接触器j用于控制该电能消耗单元的启停，该第一断路器qf1用于对该电能消耗单元进行保护，在出现故障时，可以由人工进行强制断电。该集成电阻r用于消耗电能，其可以电阻片组成，该分流器fl以及电流表a用于测量该电能消耗单元22所在回路的电流值。
68.在本实施例中，所述能源消耗模块20还包括：控制回路单元23；
69.其中，所述控制回路单元23分别与所述蓄电池40以及所述电能消耗单元22连接；
70.可以理解的是，在本实施例中控制回路单元23用于导出能源消耗模块20产生的热能以及控制能源消耗模块20的启停。
71.参照图4，图4为本发明提出的电流消耗装置第二实施例中控制回路单元电路图。
72.在本实施例中，所述控制回路单元包括：第一继电器km1、风扇m、第二断路器qf2，启动开关sb1、风扇开关sb2、启动信号灯lh1以及风扇信号灯lh2；
73.其中，所述第二断路器qf2的一端接蓄电池40正极，所述第二断路器qf2的另一端与所述启动开关sb1的一端以及所述风扇开关sb2的一端连接，所述启动开关sb1的另一端与所述启动信号灯lh1的正极以及第一继电器km1的一端连接，所述风扇开关sb2的另一端与所述风扇m的正极以及所述风扇信号灯lh2的正极连接，所述启动信号灯lh1的负极、所述第一继电器km1的另一端、所述风扇m的负极以及所述风扇信号灯lh2的负极与所述蓄电池40的负极连接，所述第一继电器km1用于控制所述电能消耗单元22中的接触器j。
74.需要说明的是，在具体实施中，启动开关sb1闭合，控制回路单元23中的第一继电器km1吸合，控制电能消耗单元22中的接触器j闭合，电能消耗单元22开始运行进行电能消耗，同时闭合风扇开关sb2，风扇启动，将电能消耗单元22产生的热能通过管道输送至外部，以达到降低电流消耗装置内部温度的效果。
75.在本施例中，所述开关模块30包括：第二继电器qf2；
76.其中，所述第二继电器qf2的一端与所述蓄电池40连接，所述第二继电器qf2的另一端与所述外部发电机连接，所述第二继电器qf2的控制端与所述控制模块10连接。
77.需要说明的是，该第二继电器qf2可以是中间继电器，用来控制蓄电池40与外部发电机之间的通断，在电流消耗装置启动时闭合，以使蓄电池40为外部发电机提供励磁电流，在该外部发电机的输出电流值达到预设值时断开，以免蓄电池40持续为外部发电机进行供电，导致测试数据不准确。
78.本实施例通过电能消耗单元以及控制回路单元消耗外部发电机产生的电能，并将转化的热能排出，通过电流采集单元采集发电机输出电流值，使得控制模块根据该电流值控制蓄电池与外部发电机之间的连接，以保证蓄电池在发电机输出电流值稳定后不再为发电机提供电流，确保测试数据的准确性。
79.参照图5，图5为本发明提出的电流消耗装置第三实施例的结构示意图。
80.在本实施例中，所述电流消耗装置还包括：空调工装模块50；
81.其中，所述空调工装模块50分别与所述蓄电池40以及所述控制模块10连接；
82.需要说明的是，空调工装模块用于调节所述电流消耗装置所处环境温度，还用于采集自身温度，获得温度采集信号，并将所述温度采集信号发送至所述控制模块，以使所述控制模块调节所述空调工装模块的表面温度。
83.可以理解的是，在本实施例中，由于电流消耗装置会产生热能，导致装置环境温度较高，影响设备的正常运行，因此需要空调工装模块50进行降温，空调工装模块50的外表面温度可能会降得很低，可能结霜。在本实施例中，在温度传感器采集的空调工装模块50外表面温度低于预设值时，控制模块10控制三通阀，使得与那本输出至外部的热能转为输出至空调工装外表面，达到除霜的效果，使得能源被进一步有效利用，达到节能的目的。
84.在本实施例中，所述空调工装模块50包括：空调加载工装、冷凝器、温度传感器和
电控三通阀；
85.其中，所述空调加载工装与所述冷凝器连接，所述冷凝器的正输入端与所述蓄电池正极连接，所述冷凝器的负输入端与所述蓄电池负极连接，所述温度传感器设置与所述冷凝器表面，所述温度传感器的信号输出端与所述控制模块连接，所述电控三通阀与所述控制模块连接，设置于热能输送管道。
86.可以理解的是，空调工装模块50的供电来自于蓄电池，蓄电池中的电能为未被能源消耗模块20消耗的电能，以此实现能源的充分利用，温度传感器由控制模块10进行供电，三通阀设置于热能输送管道内部，用于控制热能输送方向，热能可输送至外部，也可输送至空调工装模块50用于除霜。
87.参照图6，图6为本发明提出的电流消耗装置第三实施例的控制逻辑原理图。
88.参照图7，图7为本发明提出的电流消耗装置第三实施例的实体结构图。
89.需要说明的是，启动点火开关
①
发电机运行
②
，点火开关启动后向控制单元
③
输出信号，控制单元
③
控制中间继电器
④
吸合将蓄电池
⑤
电流导入发电机
⑥
上给予励磁，此时发电机开始发电。发电机
⑥
发出的电流经电流传感器
⑦
采集转换为数字信号显示在电流显示器
⑧
上进行读取，整体电流进入电流消耗设备
⑨
，部分电能经电阻片消耗转为热能，经散热风扇
⑩
抽取至电控三通阀前端(热空气根据需求由控制单元控制流向)。剩余电流进入空调加载工装工装得电启动运行，此时空调冷凝气开始运行制冷，当其表面温度达到-5℃时，由控制单元
④
接收温度信号，控制电控三通阀将热空气输送至冷凝气进行表面除霜工作，如冷凝器表面温度达到50℃时电控三通阀直通关闭，旁通打开将热空气排往大气中。剩余电流进入蓄电池
⑤
中给电池充电，以此返复循环。
90.在本实施例中，通过空调工装模块对电流消耗装置进行温度控制，以保证设备的温度运行，并进一步消耗掉能源消耗模块未消耗完的电能以及能源消耗模块产生的热能，实现了节能的目的。
91.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种附件发电机测试系统，所述附件发电机测试系统包括电流消耗装置。该电流消耗装置的具体结构参照上述实施例，在此不一一赘述。
92.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。