增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，包括電力測功機(jī)以及與所述電力測功機(jī)連接的驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)通過電機(jī)控制器與電池模擬器相連接，所述電池模擬器通過AC/DC模塊電源與發(fā)電機(jī)相連接，發(fā)動機(jī)與所述發(fā)電機(jī)集成為一體；測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過QIWI高速通訊線與所述電力測功機(jī)的扭矩傳感器相連接，實(shí)現(xiàn)對所述電力測功機(jī)的控制；快速控制原型dSPACE與所述發(fā)動機(jī)相連接，用于執(zhí)行所述發(fā)動機(jī)的控制策略及程序。通過快速控制原型dSPACE進(jìn)行仿真分析、利用測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA進(jìn)行不同的道路工況模擬試驗(yàn)，剔除了其它因素的影響，完成對增程式電動汽車的動力總成性能的開發(fā)和匹配。
【專利說明】增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車試驗(yàn)臺架，具體涉及一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著求求范圍內(nèi)的能源和環(huán)境問題的日益突出，對于能源消耗的大戶之一的汽車工業(yè)來講，如何減小能源消耗，甚至從傳統(tǒng)的燃油燃?xì)庀霓D(zhuǎn)型，成為整個汽車工業(yè)的研究和發(fā)展方向。電動汽車因其環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，是汽車工業(yè)的重要發(fā)展方向之一。
[0003]電動汽車的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)體系中，增程式電動汽車很好地解決了動力電池制約汽車?yán)m(xù)駛里程的缺陷，頗受研發(fā)單位和用戶體驗(yàn)的親睞。目前還沒有增程式電動汽車動力總成試驗(yàn)臺架，增程式電動汽車都是在整車上進(jìn)行調(diào)試，受整車環(huán)境、空間的影響較大，且零部件更換困難，大大增加了故障排查和研發(fā)的難度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，通過仿真分析和道路模擬復(fù)現(xiàn)原車的狀態(tài)、功能，完成了增程式電動汽車的動力系統(tǒng)總成系統(tǒng)的試驗(yàn)、驗(yàn)證及開發(fā)。
[0005]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案具體為:一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，包括電力測功機(jī)以及與所述電力測功機(jī)連接的驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)通過電機(jī)控制器與電池模擬器相連接，所述電池模擬器通過AC/DC模塊電源與發(fā)電機(jī)相連接，發(fā)動機(jī)與所述發(fā)電機(jī)集成為一體；測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過QIWI高速通訊線與所述電力測功機(jī)的扭矩傳感器相連接，實(shí)現(xiàn)對所述電力測功機(jī)的控制；快速控制原型dSPACE與所述發(fā)動機(jī)相連接，用于執(zhí)行所述發(fā)動機(jī)的控制策略及程序。
[0006]所述電機(jī)控制器集成有驅(qū)動電機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)控制器，所述電機(jī)控制器的交流端通過三相交流動力線分別與所述驅(qū)動電機(jī)和發(fā)電機(jī)相連，所述電機(jī)控制器的直流端通過直流動力線與電池模擬器相連。
[0007]所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過油門踏板與所述電機(jī)控制器相連接，用于控制驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0008]所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過CAN總線與所述電池模擬器相連接，用于讀取動力電池CAN信息。
[0009]所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過油耗儀與所述發(fā)動機(jī)相連接，通過與油耗儀進(jìn)行通訊測量出所述發(fā)動機(jī)的實(shí)際油耗，為整車的能耗分析提供數(shù)據(jù)。
[0010]功率分析儀分別通過直流電壓傳感器和直流電流傳感器與所述電池模擬器相連接，用于測量從AC/DC模塊電源輸入給所述電池模擬器和從所述電池模擬器輸出的直流電壓和電流；所述功率分析儀分別通過交流電壓傳感器和交流電流傳感器與所述電機(jī)控制器相連接，用于測量從所述電機(jī)控制器及發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓和交流電流。[0011]所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過網(wǎng)線與所述功率分析儀相連接，功率分析儀測量出的直流和交流的電壓和電流信號通過網(wǎng)線傳送至所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA記錄。
[0012]所述電力測功機(jī)為單軸雙輸出。
[0013]所述驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器與原車的車載冷卻系統(tǒng)A相連接，所述發(fā)電機(jī)和發(fā)動機(jī)與原車的車載冷卻系統(tǒng)B相連接，所述車載冷卻系統(tǒng)A和B旁設(shè)有由測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA控制轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇，所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過計(jì)算當(dāng)前車速下的風(fēng)速從而控制所述風(fēng)扇的風(fēng)速。
[0014]所述驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器與溫控冷卻系統(tǒng)相連接，用于在開發(fā)過程中對整車的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行匹配。
[0015]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:
[0016]本實(shí)用新型的試驗(yàn)臺架是將增程式的動力總成系統(tǒng)從原車的整車抽取出來，屏蔽原車的其它系統(tǒng)通過再現(xiàn)整車動力總成，通過快速控制原型dSPACE進(jìn)行仿真分析、利用測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA進(jìn)行不同的道路工況模擬試驗(yàn)，剔除了其它因素的影響，在完成對增程式電動汽車的動力總成性能的開發(fā)、匹配的前提下，極大地減小了開發(fā)成本，避免了實(shí)車試驗(yàn)；且測功機(jī)為單軸雙輸出，方便對發(fā)動機(jī)、驅(qū)動電機(jī)和發(fā)電機(jī)的單獨(dú)測試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型。此處所說明的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，其中:
[0018]圖1為本實(shí)用新型增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架用于整車性能試驗(yàn)時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架用于冷卻系統(tǒng)匹配時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1、電力測功機(jī)2、扭矩傳感器3、驅(qū)動電機(jī)4、電機(jī)控制器5、電池模擬器6、AC/DC模塊電源7、直流電壓傳感器8、直流電流傳感器9、交流電壓傳感器10、交流電流傳感器11、發(fā)電機(jī)12、發(fā)動機(jī)13、車載冷卻系統(tǒng)A14、車載冷卻系統(tǒng)B15、功率分析儀16、油耗儀17、測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA18、快速控制原型dSPACE 19、溫控冷卻系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022]如圖1-2所示的一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，主要包括單軸雙輸出的電力測功機(jī)1、驅(qū)動電機(jī)3、集成了驅(qū)動電機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)控制器的電機(jī)控制器4、電池模擬器5、集成為一體的發(fā)電機(jī)11和發(fā)動機(jī)12、功率分析儀15、油耗儀16、測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA17、快速控制原型dSPACE18以及車載冷卻系統(tǒng)A13、車載冷卻系統(tǒng)B14和溫控冷卻系統(tǒng)19。其中，就冷卻系統(tǒng)來講，車載冷卻系統(tǒng)A13和車載冷卻系統(tǒng)B14用于對整車性能分析的試驗(yàn)及測試，而溫控冷卻系統(tǒng)19用于在開發(fā)過程中對整車的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行匹配。
[0023]本實(shí)用新型的試驗(yàn)臺架實(shí)現(xiàn)其功能的過程具體為:
[0024]驅(qū)動電機(jī)3通過機(jī)械連接與電力測功機(jī)I相連。電力測功機(jī)I是由測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA17控制，且通過QIWI高速通訊線連接，保證了通訊速率和控制精度。
[0025]發(fā)電機(jī)11與發(fā)動機(jī)12作為一體集成，發(fā)動機(jī)12的控制策略及程序由快速控制原型dSPACE18執(zhí)行，可以針對不同的控制策略及程序進(jìn)行對整車進(jìn)行驗(yàn)證。
[0026]電機(jī)控制器4的交流端通過三相交流動力線分別與驅(qū)動電機(jī)3和發(fā)電機(jī)11相連，電機(jī)控制器4的直流端通過直流動力線與電池模擬器5相連，電池模擬器5既可以對電機(jī)控制器4進(jìn)行供電，也可以吸收發(fā)驅(qū)動電機(jī)3發(fā)出的電能，還能對驅(qū)動電機(jī)3進(jìn)行制動能量回收。
[0027]測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA17是具有高度集成性的系統(tǒng)，不僅能對電力測功機(jī)I進(jìn)行控制，而且其還具有整車道路模擬功能，可以根據(jù)增程式電動汽車的開發(fā)需求真實(shí)地再現(xiàn)各種道路工況并實(shí)現(xiàn)自動控制。此外，測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA17還與油耗儀16進(jìn)行通訊，能夠測量發(fā)動機(jī)12的實(shí)際油耗。為整車的能耗分析提供數(shù)據(jù)。
[0028]功率分析儀15分別通過直流電壓及電流傳感器(7、8)測量從AC/DC模塊電源6輸入給電池模擬器5的直流電壓、電流以及從電池模擬器5輸出的直流電壓、電流，功率分析儀15分別通過交流電壓及電流傳感器(9、10)測量從電機(jī)控制器4及發(fā)電機(jī)11輸出的交流電壓、電流，再經(jīng)由網(wǎng)線將測量到的電壓電流信號傳送至測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA17，并由記錄，其中REC0RDE為測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA17的一個模塊，可以實(shí)時記錄各種參數(shù))。
[0029]包括車載冷卻系統(tǒng)A和車載冷卻系統(tǒng)B的原車?yán)鋮s系統(tǒng)在整車試驗(yàn)時實(shí)現(xiàn)冷卻功能，其中驅(qū)動電機(jī)3和電機(jī)控制器4由車載車?yán)鋮s系統(tǒng)A13進(jìn)行冷卻，發(fā)電機(jī)11和發(fā)動機(jī)12由車載冷卻系統(tǒng)B14進(jìn)行冷卻。作為一種優(yōu)選，車載冷卻系統(tǒng)A13和車載冷卻系統(tǒng)B14旁均設(shè)有由測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA17控制轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇，PUMA系統(tǒng)通過計(jì)算當(dāng)前車速下的風(fēng)速從而控制風(fēng)扇的風(fēng)速，真實(shí)地再現(xiàn)原車系統(tǒng)環(huán)境。
[0030]如圖2所示，本實(shí)用新型的試驗(yàn)臺架還擁有溫控冷卻系統(tǒng)19，在開發(fā)過程中采用溫控冷卻系統(tǒng)14進(jìn)行冷卻，從而達(dá)到最好的冷卻效果，也能對整車的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行匹配。
[0031]另外，可通過快速控制原型dSPACE18系統(tǒng)修改控制策略并進(jìn)行控制策略的驗(yàn)證，直至匹配出最佳策略。
[0032]本實(shí)用新型的試驗(yàn)臺架用于增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)中時，主要有如下三種工作模式:
[0033]I)在調(diào)試控制策略時根據(jù)不同工況先給定一個動力電池SOC值，當(dāng)動力電池SOC大于該值時，只有驅(qū)動電機(jī)3運(yùn)行，電池模擬器5只對驅(qū)動電機(jī)3進(jìn)行供電，發(fā)動，12不參
與工作；
[0034]2)當(dāng)動力電池SOC小于該值時，發(fā)動機(jī)12啟動并帶動發(fā)電機(jī)11發(fā)電，發(fā)電機(jī)11發(fā)出的電一部分用于驅(qū)動電機(jī)3的驅(qū)動，一部分給電池模擬器5供電；
[0035]3)當(dāng)接收到制動信號時，電池模擬器5停止對驅(qū)動電機(jī)3的供電，驅(qū)動電機(jī)3進(jìn)入發(fā)電模式，將其發(fā)出的電反饋給電池模擬器5。
[0036]本實(shí)用新型的臺架主要可以進(jìn)行純電驅(qū)動試驗(yàn)、增程模式驅(qū)動試驗(yàn)、制動能量回收和整車的控制策略研究、開發(fā)和驗(yàn)證試驗(yàn)以及冷卻系統(tǒng)匹配等。該增程式臺架還可以完成單獨(dú)的驅(qū)動電機(jī)、發(fā)電機(jī)、發(fā)動機(jī)、直流轉(zhuǎn)換器DC/DC以及冷卻系統(tǒng)等的性能試驗(yàn)。
[0037]如上所述，對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，顯然，只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)及效果、對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，其特征在于，包括電力測功機(jī)以及與所述電力測功機(jī)連接的驅(qū)動電機(jī)，所述驅(qū)動電機(jī)通過集成有驅(qū)動電機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)控制器的電機(jī)控制器與電池模擬器相連接，所述電池模擬器通過AC/DC模塊電源與發(fā)電機(jī)相連接，發(fā)動機(jī)與所述發(fā)電機(jī)集成為一體；測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過QIWI高速通訊線與所述電力測功機(jī)的扭矩傳感器相連接，實(shí)現(xiàn)對所述電力測功機(jī)的控制；快速控制原型dSPACE與所述發(fā)動機(jī)相連接，用于執(zhí)行所述發(fā)動機(jī)的控制策略及程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，其特征在于，所述電機(jī)控制器集成有驅(qū)動電機(jī)控制器和發(fā)電機(jī)控制器，所述電機(jī)控制器的交流端通過三相交流動力線分別與所述驅(qū)動電機(jī)和發(fā)電機(jī)相連，所述電機(jī)控制器的直流端通過直流動力線與電池模擬器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，其特征在于，所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過油門踏板與所述電機(jī)控制器相連接，用于控制驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，其特征在于，所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過CAN總線與所述電池模擬器相連接用于讀取動力電池CAN信肩、O
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，其特征在于，所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過油耗儀與所述發(fā)動機(jī)相連接，通過與油耗儀進(jìn)行通訊測量出所述發(fā)動機(jī)的實(shí)際油耗，為整車的能耗分析提供數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，其特征在于，功率分析儀分別通過直流電壓傳感器和直流電流傳感器與所述電池模擬器相連接，用于測量從AC/DC模塊電源輸入給所述電池模擬器和從所述電池模擬器輸出的直流電壓和電流；所述功率分析儀分別通過交流電壓傳感器和交流電流傳感器與所述電機(jī)控制器相連接，用于測量從所述電機(jī)控制器及發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓和交流電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，其特征在于，所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過網(wǎng)線與所述功率分析儀相連接，功率分析儀測量出的直流和交流的電壓和電流信號通過網(wǎng)線傳送至所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA記錄。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，其特征在于，所述電力測功機(jī)為單軸雙輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架，其特征在于，所述驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器與原車的車載冷卻系統(tǒng)A相連接,所述發(fā)電機(jī)和發(fā)動機(jī)與原車的車載冷卻系統(tǒng)B相連接，所述車載冷卻系統(tǒng)A和B旁設(shè)有由測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA控制轉(zhuǎn)速的風(fēng)扇，所述測功機(jī)控制系統(tǒng)PUMA通過計(jì)算當(dāng)前車速下的風(fēng)速從而控制所述風(fēng)扇的風(fēng)速。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增程式電動汽車的動力總成試驗(yàn)臺架,其特征在于,所述驅(qū)動電機(jī)和電機(jī)控制器與溫控冷卻系統(tǒng)相連接，用于在開發(fā)過程中對整車的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行匹配。
【文檔編號】G01M17/007GK203719914SQ201420038961
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】章懸峰, 李玉軍, 劉瑩, 李毅, 崔江林, 茍曉宏 申請人:北京汽車新能源汽車有限公司