基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置，包括自动供电系统、路由切换模块、冷却水系统、自动测量系统、负载系统、测试控制计算机和电机旋变信号模拟模块；路由切换模块与自动测量系统相连；自动测量系统分别与测试控制计算机和负载系统相连；冷却水系统与测试控制计算机相连。本发明专利技术还公开了一种测试方法，包括三相动力输出测试：测试控制计算机向被试电机控制器发送频率、电压、输出模式及输出使能信号，启动电机控制器的三相功率输出，进行三相动力输出测试；自动测量系统分别测量电机控制器输出时的三相交流电压、电流、频率值进行判断。本发明专利技术的测试装置及方法均具有自动化程序高、测试效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置及方法
本专利技术主要涉及新能源汽车
，特指一种基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置及方法。
技术介绍
电池技术、电机驱动及其控制技术、能量管理技术以及电动汽车整车技术为新能源电动汽车的四大关键技术。电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元，是电机驱动级控制系统的核心，主要包含IGBT功率半导体模块、主电路、控制系统、散热组件及其关联等硬件部分以及电机控制算法及逻辑保护等软件部分。严酷的使用环境加之高效率、高性能、低污染、低成本及高可靠性等要求向电机控制器的批量化生产提出了高难度挑战，而功能测试又是检验产品出厂性能、质量的关键工艺过程。目前乘用车电机控制器普遍采用人工手动方式实现功能测试，测试效率低，单产品测试时间超过30分钟，无法满足汽车产品的批量化、产业化生产效率及质量要求。在测试技术方面，现有技术无法解决测试设备与自动化生产线融合及MES信息系统交互问题，在测试过程中出厂应用程序的烧录、出厂应用程序版本校验、生产过程固件信息的采集与写入等都无法通过设备或方法自动实现，只能人工操作完成，导致产品质量一致性差、效率无法提升。目前测试使用的冷水机系统无法实现通气压检防错与排水功能，给生产现场的安全、产品外观洁净度带来风险。同时，现有测试设备技术参数覆盖率低，无法同时满足峰值功率55～140kW电机控制器测试，常常需要搭建多套测试设备才能满足生产要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种自动化程度高、测试效率高的基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置及方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置，包括自动供电系统、路由切换模块、冷却水系统、自动测量系统、负载系统、测试控制计算机和电机旋变信号模拟模块；所述路由切换模块与自动测量系统相连；所述自动测量系统分别与测试控制计算机和负载系统相连；所述冷却水系统与测试控制计算机相连；所述测试控制计算机与产线PLC模块相连。作为上述技术方案的进一步改进：所述路由切换模块包括继电器模块、高压继电器模块和数字IO卡，用于实现电源及测量通道路由切换；所述自动测量系统包括电流传感器、电压传感器、数字功率计、高速CAN通信卡和万用表；所述负载系统包括直流程控负载和三相电抗器负载，其中三相电抗器负载用于充当电机控制器的三相主输出消耗负载，直流程控负载用于充当电机控制器中DC/DC模块的负载。所述电机旋变信号模拟模块包括隔离变压器1～3#、信号调理模块、模数转换模块、数模转换模块、运算放大器模块、高电压基准源、FPGA可编程逻辑器件模块、ARM处理器、以太网接口和USB通信接口；所述隔离变压器1#、信号调理模块、模数转换模块和FPGA可编程逻辑器件模块依次相连；所述隔离变压器2～3#均与所述运算放大器相连，所述运算放大器经数模转换模块与所述FPGA可编程逻辑器件相连；所述高电压基准源分别与所述模数转换模块和数模转换模块相连；所述FPGA可编程逻辑器件与所述ARM处理器相连，所述ARM处理器分别与以太网接口和USB通信接口相连。所述冷却水系统包括冷水机组、水箱、进水管道、出水管道和通气压力检测及吹排水模块，所述进水管道的两端连接水箱和待测电机控制器，所述进水管道上设有电磁阀Y7；所述出水管道的两端连接水箱和待测电机控制器，所述出水管道上设有电磁阀Y4；所述进水管道和出水管道之间设有电磁阀Y3；所述通气压力检测及吹排水模块包括通气管道，所述通气管路上依次设置有气阀、调压阀、电磁阀Y1、压力开关、电磁阀Y2和止回阀，所述通气管路靠近止回阀的一端通过电磁阀Y6与所述待测电机控制器的出水口相连，通过电磁阀Y9与所述待测电机控制器的进水口相连；所述待测电机控制器的出水口经电磁阀Y5与水箱相连；所述待测电机控制器的进水口经电磁阀Y8与水箱相连。所述测试控制计算机通过以太网交换机与测试工位PLC模块相连，所述以太网交换机分别与产线OPC服务器和MES信息系统相连，所述测试工位PLC模块与产线PLC模块相连。本专利技术还公开了一种基于如上所述的基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置的测试方法，包括三相动力输出测试：测试控制计算机向被试电机控制器发送频率、电压、输出模式及输出使能信号，启动电机控制器的三相功率输出，进行三相动力输出测试；自动测量系统分别测量电机控制器输出时的三相交流电压、电流、频率值进行判断，并计算出三相电流是否平衡，并监视电机、电机控制器的实时温升情况和电机控制器故障代码。作为上述技术方案的进一步改进：还包括DC/DC功率输出测试：测试控制计算机与DC/DC模块进行通信，并启动DC/DC输出使能，读取负载系统的电流值、实际功率值进行判断以此确定DC/DC模块的功能是否正常。还包括主被动放电测试：先高压大电流继电器断开母线电压，连续读取电机控制器内部母线电压值，如预定时间后的母线电压小于预设值，则判断被动放电合格；再给定频率、电压、输出模式及输出使能信号，让电机控制器主动输出卸放掉母线电压，如预定时间后的母线电压小于预设值，则主动放电合格。还包括测试控制计算机与产线PLC模块之间的数据交互：自动化产线的OPC服务器定时查询MES信息系统中的乘用车电机控制器生产订单信息，当查询到有电机控制器时OPC服务器会自动将订单信息下载至产线OPC服务器上，产线OPC服务器再将单个产品信息与产线托盘对应的RFID标签进行信息绑定；生产开始，产品托盘按预先配置好的工艺流程在产线上进行流转作业，当测试工位PLC接收到产线主PLC发送的托盘号、进站请求信号后将其传送给测试控制计算机；测试控制计算机再用接收到的托盘号向OPC服务器请求开工，如开工成功后，OPC服务器将向测试控制计算机返回当前生产信息；测试控制计算机根据生产信息中的产品图号，加载对应的测试序列程序，并控制测试工位PLC执行托盘入站动作、压紧定位动作、水路及电气连接器对接动作；待所有动作完毕，冷水机系统启动通气压力检测功能，确保水路连接器接插密封正常后，启动冷却水循环和主测试程序开始执行当前电机控制器的功能测试。所述电机控制器开始执行测试应用程序的刷写操作步骤为：向电机控制器MCU发送ECUReset命令，让其进入Boot更新模式；然后连续发送两次TesterPresent命令，提出通信保持后，依次连续发送两次DiagnosticSessionControl命令，进入诊断时域控制；发送DTCControl命令，进入诊断故障代码控制；发送CommunicationControl命令，进入通信控制；发送SecurityAccess命令，进入安全访问，同时再发送SecurityAccessSendKey命令，向电机控制器发送安全访问的密钥；如安全密钥通过授权后便可正式开始执行程序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置，其特征在于，包括自动供电系统(2)、路由切换模块(5)、冷却水系统(3)、自动测量系统(6)、负载系统(8)、测试控制计算机(9)和电机旋变信号模拟模块(1)；所述路由切换模块(5)与自动测量系统(6)相连；所述自动测量系统(6)分别与测试控制计算机(9)和负载系统(8)相连；所述冷却水系统(3)与测试控制计算机(9)相连；所述测试控制计算机(9)与产线PLC模块(12)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置，其特征在于，包括自动供电系统(2)、路由切换模块(5)、冷却水系统(3)、自动测量系统(6)、负载系统(8)、测试控制计算机(9)和电机旋变信号模拟模块(1)；所述路由切换模块(5)与自动测量系统(6)相连；所述自动测量系统(6)分别与测试控制计算机(9)和负载系统(8)相连；所述冷却水系统(3)与测试控制计算机(9)相连；所述测试控制计算机(9)与产线PLC模块(12)相连。


2.根据权利要求1所述的基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置，其特征在于，所述路由切换模块(5)包括继电器模块、高压继电器模块和数字IO卡，用于实现电源及测量通道路由切换；所述自动测量系统(6)包括电流传感器、电压传感器、数字功率计、高速CAN通信卡和万用表；所述负载系统(8)包括直流程控负载和三相电抗器负载，其中三相电抗器负载用于充当电机控制器(4)的三相主输出消耗负载，直流程控负载用于充当电机控制器(4)中DC/DC模块的负载。


3.根据权利要求1或2所述的基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置，其特征在于，所述电机旋变信号模拟模块(1)包括隔离变压器1～3#、信号调理模块、模数转换模块、数模转换模块、运算放大器模块、高电压基准源、FPGA可编程逻辑器件模块、ARM处理器、以太网接口和USB通信接口；所述隔离变压器1#、信号调理模块、模数转换模块和FPGA可编程逻辑器件模块依次相连；所述隔离变压器2～3#均与所述运算放大器相连，所述运算放大器经数模转换模块与所述FPGA可编程逻辑器件相连；所述高电压基准源分别与所述模数转换模块和数模转换模块相连；所述FPGA可编程逻辑器件与所述ARM处理器相连，所述ARM处理器分别与以太网接口和USB通信接口相连。


4.根据权利要求1或2所述的基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置，其特征在于，所述冷却水系统(3)包括冷水机组、水箱、进水管道、出水管道和通气压力检测及吹排水模块，所述进水管道的两端连接水箱和待测电机控制器(4)，所述进水管道上设有电磁阀Y7；所述出水管道的两端连接水箱和待测电机控制器(4)，所述出水管道上设有电磁阀Y4；所述进水管道和出水管道之间设有电磁阀Y3；所述通气压力检测及吹排水模块包括通气管道，所述通气管路上依次设置有气阀、调压阀、电磁阀Y1、压力开关、电磁阀Y2和止回阀，所述通气管路靠近止回阀的一端通过电磁阀Y6与待测电机控制器(4)的出水口相连，通过电磁阀Y9与待测电机控制器(4)的进水口相连；所述待测电机控制器(4)的出水口经电磁阀Y5与水箱相连；所述待测电机控制器(4)的进水口经电磁阀Y8与水箱相连。


5.根据权利要求1或2所述的基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置，其特征在于，所述测试控制计算机(9)通过以太网交换机(10)与测试工位PLC模块(13)相连，所述以太网交换机(10)分别与产线OPC服务器(11)和MES信息系统(14)相连，所述测试工位PLC模块(13)与产线PLC模块相连。


6.一种基于权利要求1至5中任意一项所述的基于自动化产线的新能...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，谢明明，宾彬，杨宝娟，汪谢丹，汤家师，欧阳理，肖本郁，方奇，谭宇轩，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43