CN102536776A - 电动汽车用水泵性能测试系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车用水泵性能测试系统及控制方法，系统是水箱的出水口端通过一手动阀连接直流水泵的进水口端，直流水泵的出水口端通过一手动阀、电动调节阀和流量计连接水箱的进水口端，直流水泵的进水口端设置有进口压力传感器，出水口端设置有温度传感器和出口压力传感器，进口压力传感器、温度传感器、出口压力传感器、流量计和电动调节阀连接计算机，直流水泵依次通过开关和电流传感器连接可调直流电源，电流传感器连接计算机。方法：登录上位机；进入试验状态；根据设定的压力设定电动调节阀开度；判断多功能I/O卡触发周期是否已到；采集数据并处理数据；显示并保存数据。本发明通过上位机实现对电动调节阀的精确控制，对采集数据进行处理、运算、保存及显示。

Description

电动汽车用水泵性能测试系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种水泵性能测试系统。特别是涉及一种通过采集水泵压力、流量、温度等信号对电动汽车用水泵进行检验的电动汽车用水泵性能测试系统及控制方法。

背景技术

随着国际电动汽车技术日新月异的不断发展，目前世界范围内已经出现了多种成熟的电动汽车产品。而电动汽车的生产厂家需要对成批购进的水泵进行检验，动力系统研发部门在进行散热系统设计时也要合理的选用水泵，因此需要有专门针对于电动汽车用水泵的独立测试系统。

传统的水泵性能测试方式为手动测试，所花费的时间长、人力大、效率低、而且不能同时读取相关的测试数据，无法实现数据的自动保存。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过上位机实现对压力、流量、温度和功率的实时自动测量及对电动调节阀的精确控制，对采集数据进行处理、运算、保存及显示的电动汽车用水泵性能测试系统及控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种电动汽车用水泵性能测试系统及控制方法，电动汽车用直流水泵性能测试系统，包括有水箱和直流水泵，还设置有计算机，所述的水箱的出水口端通过第一手动阀连接直流水泵的进水口端，所述的直流水泵的出水口端依次通过第二手动阀、电动调节阀和流量计连接水箱的进水口端，所述的直流水泵的进水口端设置有进口压力传感器，所述的直流水泵的出水口端分别设置有温度传感器和出口压力传感器，其中，所述的进口压力传感器、温度传感器、出口压力传感器和流量计分别连接计算机的信号输入端，所述的电动调节阀连接计算机的信号输出端，所述的直流水泵依次通过开关和电流传感器连接可调直流电源，所述的电流传感器连接计算机的信号输入端。

所述的进口压力传感器、温度传感器、出口压力传感器、电动调节阀、流量计和电流传感器通过多功能I/O卡与计算机相连接。

用于电动汽车用直流水泵性能测试系统的控制方法，包括有如下步骤：

1)登录上位机；

2)进入试验状态；

3)根据设定的压力设定电动调节阀开度；

4)判断连接在上位机上的多功能I/O卡触发周期是否已到，是进入下一步骤，否则继续判断；

5)采集数据并处理数据；

6)显示并保存数据；

7)判断试验是否终止，是结束试验，否则返回第6步骤。

所述的登录包括：用户登录界面，判断用户密码是否正确，正确，进入下一步骤，否则重新登录。

所述的进入试验状态，是初始化试验数据后开始实验，所述的初始化试验数据包括：设定试验压力、水泵所需电压、水泵工作电流以及水泵消耗功率。

步骤3所述的电动调节阀接收4-20mA范围的信号来调节开度。

本发明的电动汽车用水泵性能测试系统及控制方法，具有如下特点：

1、通过上位机实现对压力、流量、温度和功率的实时自动测量及对电动调节阀的精确控制，对采集数据进行处理、运算、保存及显示。

2、采用高精度的电流传感器、压力传感器及流量计来代替传统仪表，通过电动调节阀来代替传统手动阀门。

3、通过多功能采集卡来采集电流信号、压力信号、流量信号及温度信号，并实现对电动调节阀的控制。

4、本系统仍然保留手动测试的功能，可手动对水泵的性能进行测试，也方便对系统进行维护和功能更新。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是本发明控制方法的流程图。

图中：

1：水箱                         2：直流水泵

3：上位机                       4：第一手动阀

5：进口压力传感器               6：温度传感器

7：出口压力传感器               8：第二手动阀

9：电动调节阀                   10：流量计

11：可调直流电源                12：电流传感器

13：开关                        14：多功能I/O卡

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的电动汽车用水泵性能测试系统及控制方法做出详细说明。

本发明分为上位机测控单元及电动汽车用直流水泵性能测试系统两部分，其中汽车用直流水泵性能测试系统主要完成水路及其管路的连接，试验时，通过可调直流电源设置好不同水泵所需电压，更换不同的水泵，将表贴式温度传感器贴至水泵上，即可马上试验。上位机测控单元采集试验所需的电流、压力、流量、温度等数据，进行处理后存储并显示，同时可以通过电动调节阀开度的控制来完成对水泵出口压力的调节，模拟实际汽车散热系统的压力。

如图1所示，本发明的电动汽车用直流水泵性能测试系统，包括有水箱1和直流水泵2，以及上位机3，所述的水箱1的出水口端通过第一手动阀4连接直流水泵2的进水口端，所述的直流水泵2的出水口端依次通过第二手动阀8、电动调节阀9和流量计10连接水箱1的进水口端，所述的直流水泵2的进水口端设置有进口压力传感器5，所述的直流水泵2的出水口端分别设置有温度传感器6和出口压力传感器7，其中，所述的进口压力传感器5、温度传感器6、出口压力传感器7和流量计10分别连接上位机3的信号输入端，所述的电动调节阀9连接上位机3的信号输出端，所述的直流水泵2依次通过开关13和电流传感器12连接可调直流电源11，所述的电流传感器12连接上位机3的信号输入端。

所述的进口压力传感器5、温度传感器6、出口压力传感器7、电动调节阀9、流量计10和电流传感器12通过多功能I/O卡14与上位机3相连接。所述的多功能I/O卡14采用型号为SFPCI-6015的采集卡。其中，所述的进口压力传感器5、温度传感器6、出口压力传感器7、流量计10和电流传感器12分别通过多功能I/O卡14的模拟量输入通道连接上位机3，所述的电动调节阀9是通过多功能I/O卡14的模拟量输出通道连接上位机3。

本发明的电动汽车用直流水泵性能测试系统中，水泵用电源是由可调直流稳压电源供电，这样保证不同电压等级的水泵均可测试。各种传感器供电则由单独的开关电源进行供电。第一、第二手动阀门用于更换水泵时，防止水的外漏。电动调节阀用于试验过程中对管路的压力进行控制，可实现不同的水泵出口压力，从而模拟不同车辆散热管路压力的不同。进、出口压力传感器用于监测水泵进出口的压差，实时监测试验所需的压力值。温度传感器用于水泵工作时的温度采集。流量计负责实时监测水泵的实际水流量，并将所采集数据传输至上位机。水箱负责试验用储存循环水。

本发明的用于电动汽车用直流水泵性能测试系统的控制方法，主要完成与多功能采集卡的数据交换，即实时采集电流传感器、流量计、压力传感器、温度传感器的信号，并根据试验所需压力，输出控制信号至电动调节阀，控制其开度实现对压力的调节。如图2所示，包括有如下步骤：

1)登录，

所述的登录包括：用户登录界面，判断用户密码是否正确，正确，进入下一步骤，否则重新登录；

2)进入试验状态，

所述的进入试验状态，是初始化试验数据后开始实验，所述的初始化试验数据包括：设定试验压力、水泵所需电压、水泵工作电流以及水泵消耗功率；

3)根据设定的压力设定电动调节阀开度，

本发明采用多功能I/O卡的模拟量输出功能，输出一个4-20mA的电流信号给电动调节阀，从而控制阀门的开度实现压力的变化。上位机软件界面将开度0-100经过换算对应实际的4-20mA模拟信号，电动调节阀接收4-20mA信号后调节开度；

4)判断连接在上位机上的多功能I/O卡触发周期是否已到，是进入下一步骤，否则继续判断；

5)采集并处理数据，

本系统主要采集水泵进出口的压力、水泵的工作电流、工作温度和水泵运行时的流量。水泵的工作电流由电流传感器进行检测，输出信号连接至多功能I/O卡；水泵的进出口压力分别由进、出口压力传感器进行测量，同时将输出信号连接至多功能I/O卡；流量计带远程传输功能，不仅可本地显示流量外，实时将数据传输至多功能I/O卡；温度由温度传感器采集并上传至多功能I/O卡。上位机软件读取多功能I/O卡各个通道的信号，并对其中信号分别进行基于限幅、中位值、递推平均的数字滤波方法的处理，最终将用户所需数据显示在界面上，并实时保存以备历史查询分析。

6)显示并保存数据；

7)判断试验是否终止，是结束试验，否则返回第6步骤。

本发明的电动汽车用水泵性能测试系统及控制方法用于试验的过程是：

(1)前期准备。给水箱加水，观测水位计的水位；选用和被测水泵相适合的连接管件，连接好被测水泵；对开关电源进行供电，保证各传感器正常工作；打开第一、第二手动阀，检测管路是否正常。

(2)上位机软件准备。上位机电源供电；输入用户名和密码，登录上位机测试软件；撰写被测水泵的型号、电压功率等主要参数进行保存数据的前期录入；打开测试画面。

(3)试验。闭合水泵电源；根据试验大纲内容，由软件调节水泵试验台上电动调节阀的开度，以达到大纲上所需压力，实现对不同压力等级下水泵电流、功率、流量、压差的采集。

Claims (6)

1.一种电动汽车用直流水泵性能测试系统，包括有水箱(1)和直流水泵(2)，其特征在于，还设置有计算机(3)，所述的水箱(1)的出水口端通过第一手动阀(4)连接直流水泵(2)的进水口端，所述的直流水泵(2)的出水口端依次通过第二手动阀(8)、电动调节阀(9)和流量计(10)连接水箱(1)的进水口端，所述的直流水泵(2)的进水口端设置有进口压力传感器(5)，所述的直流水泵(2)的出水口端分别设置有温度传感器(6)和出口压力传感器(7)，其中，所述的进口压力传感器(5)、温度传感器(6)、出口压力传感器(7)和流量计(10)分别连接计算机(3)的信号输入端，所述的电动调节阀(9)连接计算机(3)的信号输出端，所述的直流水泵(2)依次通过开关(13)和电流传感器(12)连接可调直流电源(11)，所述的电流传感器(12)连接计算机(3)的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用直流水泵性能测试系统，其特征在于，所述的进口压力传感器(5)、温度传感器(6)、出口压力传感器(7)、电动调节阀(9)、流量计(10)和电流传感器(12)通过多功能I/O卡(14)与计算机(3)相连接。

3.一种用于权利要求1所述的电动汽车用直流水泵性能测试系统的控制方法，其特征在于，包括有如下步骤：

1)登录上位机；

2)进入试验状态；

3)根据设定的压力设定电动调节阀开度；

4)判断连接在上位机上的多功能I/O卡触发周期是否已到，是进入下一步骤，否则继续判断；

5)采集数据并处理数据；

6)显示并保存数据；

7)判断试验是否终止，是结束试验，否则返回第6步骤。

4.根据权利要求3所述的用于电动汽车用直流水泵性能测试系统的控制方法，其特征在于，所述的登录包括：用户登录界面，判断用户密码是否正确，正确，进入下一步骤，否则重新登录。

5.根据权利要求3所述的用于电动汽车用直流水泵性能测试系统的控制方法，其特征在于，所述的进入试验状态，是初始化试验数据后开始实验，所述的初始化试验数据包括：设定试验压力、水泵所需电压、水泵工作电流以及水泵消耗功率。

6.根据权利要求3所述的用于电动汽车用直流水泵性能测试系统的控制方法，其特征在于，步骤3所述的电动调节阀接收4-20mA范围的信号来调节开度。

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