CN103323261B - 车载式电动轿车和混合动力轿车制动能量回收检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载式电动轿车和混合动力轿车制动能量回收检测系统，其包括测试相关物理量的传感器、数据采集卡及计算机。传感器负责把所要测试的物理量转换为模拟信号传输到数据采集卡，数据采集卡通过数模转换把信号传输到计算机，再由计算机利用虚拟仪器编译的程序对被测信号进行处理及分析，从而获取电动轿车和混合动力轿车在制动过程中的制动能量、回收的电能及回收效率。本发明通过虚拟仪器采用了模块化的设计，在信号调理、滤波过程中取代了相关的硬件设备，从而降低了开发成本，缩短了开发周期。该检测系统作为评价电动轿车制动能量回收效率的一个平台，为以后国家制定相关行业标准时获取可靠的理论依据提供了一个有效的途径。

Description

车载式电动轿车和混合动力轿车制动能量回收检测系统

技术领域

本发明涉及电动轿车和混合动力轿车性能检测技术领域，尤其涉及一种移动车载式制动能量回收检测系统。

背景技术

近年来，能源和环境问题越来越受到人们的关注，发展电动汽车正逐渐成为世界各个国家发展汽车行业的必然选择。再生制动能量回收机构作为电动汽车的核心部件，其性能决定了电动汽车对于能源的利用率。目前针对评价再生制动能量回收效果的试验体系还没有形成，所以能够精确检测电动汽车再生制动能量回收率显得尤为重要。因此，有必要开发一套针对检测再生制动能量回收效果的检测系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种便携的、可车载的、检测结果精确并能实时获取制动能量回收率的检测系统。该检测系统使用虚拟仪器技术，用图形化语言编程代替文本式语言编程，在计算机上实现实时测量及动态分析电动车上的各项物理参数，并得出最终的评价结果。

为解决本发明的技术问题所采用的技术方案是：

车载式电动轿车和混合动力轿车制动能量回收检测系统，包括测试相关物理量的传感器、数据采集卡及计算机，所述传感器把采集到的被测物理量信号传输到数据采集卡，数据采集卡通过数模转换把信号传输到计算机，再由计算机利用虚拟仪器编译的程序对被测信号进行处理及分析，最后在虚拟仪器操作界面显示结果。

测试被测物理量的传感器包括霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、驱动半轴扭矩传感器、制动力踏板力传感器、整车加速度传感器。霍尔电压传感器及霍尔电流传感器安装在电动汽车驱动电源两端，把测试到的电压、电流信号传输到数据采集卡。扭矩传感器包括应变仪与三相电阻应变片，扭矩的测量采用半轴上贴应变片并在轮毂上钻孔在通过集流环把信号接出的方式，实现对扭矩的测量。踏板力传感器直接固定在制动力踏板上，驾驶员驾驶时直接踩在传感器上。加速度传感器安装在车身质心附近位置，安装位置越靠近质心，测量结果越精确。

计算机采用工业平板电脑，虚拟仪器是一种自动化测试仪器系统。虚拟仪器通过程序将计算机软件系统与硬件设备融为一体。从而把计算机强大的数据处理能力与硬件设备的测量能力结合起来，大大地缩小了检测系统的开发成本及设备体积。本发明中选用Labview软件作为测算软件的开发平台，其操作简单，功能强大，便于开发。

   本发明的有益效果是：该检测装置为一个车载式可移动通用检测设备，可对不同形式的电动汽车和混合动力汽车的制动能量回收进行检测，而且检测结果精确，便于车载，安装及操作的过程相对简单。通过虚拟仪器开发的软件系统具备操作简单、检测结果直观、界面友好的特点，并且降低了试验成本、缩短了产品研发周期。本发明的检测系统作为评价电动汽车制动能量回收效率的一个平台，为以后国家制定相关行业标准时获取可靠的理论依据提供了一个有效的途径。

附图说明

   图1为本发明的原理图。

   图2为各传感器、数据采集卡与计算机的连接图。

   图3为计算机上虚拟仪器的操作界面。

   图4为半轴转孔位置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。该检测系统的检测过程包括2部分，即实车道路检测和台架检测。

本发明实施例中，一共有5种传感器，分别

1、供电电压12伏特，为量程1000安培以上、输出为模拟信号的钳形霍尔电流传感器；

2、供电电压12伏特，量程为1000伏特以上、输出为模拟信号的电压传感器；

3、供电电压5伏特，低频4g加速度传感器；

4、供电电压12伏特，量程为100Kg，输出为模拟信号的踏板力传感器；

5、允许转速高于2000rpm的集流环、量程高于1000应变，供电电压12伏特的应变仪与三相电阻应变片。

以上传感器采样频率不低于20Hz。

数据采集卡采用有8个以上模拟端口、有内部时钟、采样频率不低于20Hz的便携式USB采集卡，计算机选用有USB端口，操作系统为Windows XP或 Windows 7，供电电压为12伏特的便携式工业平板电脑或其他符合要求的便携式计算机。连接关系如图1、图2所示。

软件系统基于Labview虚拟仪器软件和VC++的二次开发平台，运行环境要求为硬件要求高于Windows Xp最低配置要求，系统要求为Windows XP或 Windows 7操作系统。软件系统即虚拟仪器包括软件操作界面和程序框图界面。程序框图界面中包括设备控制模块、指令循环模块、条件结构模块、信号拆分模块、滤波器模块、数字积分模块、曲线拟合模块、信号合并模块及写入测量文件模块。通过该软件系统的界面可以显示出各被测物理量的数值，同时计算出制动过程中的制动能量、回收电能及回收效率。见图3。

   检测系统的安装和使用：

在进行实车道路检测前，把所有传感器安装到指定位置，

1、钳形霍尔电流传感器卡住驱动电池输入输出端正极电缆，使电缆位于钳形区域内。

2、霍尔电压传感器安装在电动汽车驱动电源接线柱两端；

3、三相应变片以全桥或半桥形式粘贴在左右驱动轴半轴上；

4、集流环安装在相应的的轮毂外侧，应变信号通过信号线传输，信号线经过半轴上的加工孔引出，钻孔位置见图4，孔深度为：径向开孔1和轴向开孔2应联通万向节前段空腔；孔径应保证使所有应变信号线可以通过。

5、踏板力传感器固定在制动踏板上表面，中心与踏板中心重合；

6、加速度传感器固定在车辆质心附近位置。

在被测车辆启动前，开启虚拟仪器软件系统，数据采集系统对各项被测物理量进行实施测量及动态分析。在停车后关闭检测程序，虚拟仪器显示界面显示出检测结果。其中间过程的数据文件以txt文件格式被保存在计算机硬板中，便于后期对实验过程进行分析。

Claims (5)

1.车载式电动轿车和混合动力轿车制动能量回收检测系统，其特征在于，包括测试相关物理量的传感器、数据采集卡及计算机，所述传感器把采集到的被测物理量信号传输到数据采集卡，数据采集卡通过数模转换把信号传输到计算机，再由计算机利用虚拟仪器编译的程序对被测信号进行处理及分析，最后在虚拟仪器操作界面显示结果；所述传感器包括霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、扭矩传感器、踏板力传感器和加速度传感器；所述霍尔电压传感器及霍尔电流传感器安装在电动汽车驱动电源两端，把测试到的电压、电流信号传输到数据采集卡；所述扭矩传感器包括应变仪与三相电阻应变片，应变片贴在驱动轴的半轴上，应变信号通过信号线传输，信号线经过半轴上的径向开孔和轴向开孔引出，径向开孔和轴向开孔与万向节前段空腔联通。

2.根据权利要求1所述的车载式电动轿车和混合动力轿车制动能量回收检测系统，其特征在于，所述踏板力传感器直接固定在制动力踏板上，所述加速度传感器安装在车身质心附近位置。

3.根据权利要求1或2所述的车载式电动轿车和混合动力轿车制动能量回收检测系统，其特征在于，所述计算机采用工业平板电脑，所述虚拟仪器是基于Labview虚拟仪器构建的虚拟仪器软件平台。

4.根据权利要求3所述的车载式电动轿车和混合动力轿车制动能量回收检测系统，其特征在于，所述虚拟仪器包括设备控制模块、指令循环模块、条件结构模块、信号拆分模块、滤波器模块、数字积分模块、曲线拟合模块、信号合并模块及写入测量文件模块。

5.根据权利要求3所述的车载式电动轿车和混合动力轿车制动能量回收检测系统，其特征在于，所述虚拟仪器操作界面可以显示出各被测物理量的数值、制动过程中的制动能量、回收电能及回收效率。