CN103344442B - 一种混合动力系统试验台及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合动力系统试验台及其工作方法，包括混合动力系统和测功机系统，所述混合动力系统包括变速箱，变速箱与电动发电机相连，电动发电机通过离合器与发动机相连，电动发电机通过电机控制器与动力电池相连，发动机、变速箱、电机控制器及动力电池均与整车控制器相连，整车控制器还与通信检测设备相连；测功机系统包括测功机控制系统，测功机控制系统与交流测功机相连，交流测功机与变速箱相连。本发明不仅可以对整个混合动力系统进行更换，而且可以对混合动力系统的各个子系统进行更换，部件少、易操作、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力系统测试领域，尤其涉及一种混合动力系统试验台及其工作方法。
背景技术
目前，国内对混合动力系统的测试一般是基于简单的试验平台（变速箱输出轴连接飞轮模拟整车负载）或整车平台，这就造成了以下问题：
（1）简单试验平台只能对混合动力系统的部分步骤进行测试，对混合动力系统的性能，特别是动力电池、电动发电机、整车控制器、发动机等相关子系统的性能无法测试，测试效果差；
（2）整车平台测试开发周期长且只能对一种混合动力系统进行测试，灵活性差，若更换混合动力相关子系统，如电机、发动机、整车控制器等比较困难；
（3）整车测试成本过高，且具有一定危险等。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种混合动力系统试验台及其工作方法。该试验台不仅可以对一种动力系统的步骤、性能、及子系统进行测试，还可以对整个混合动力系统或者各个子系统进行更换，实现多种混合动力系统测试；而且本发明部件少、易操作、成本低。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种混合动力系统试验台，其特征是，包括混合动力系统和测功机系统，所述混合动力系统包括变速箱，变速箱与电动发电机相连，电动发电机通过离合器与发动机相连，电动发电机通过电机控制器与动力电池相连，发动机、变速箱、电机控制器及动力电池均与整车控制器相连，整车控制器还与通信检测设备相连。
所述测功机系统包括测功机控制系统，测功机控制系统与交流测功机相连，交流测功机与变速箱相连。
所述发动机、变速箱及动力电池分别设有对应的发动机控制器、变速箱控制器及动力电池控制器。
所述发动机控制器及变速箱控制器通过第一CAN总线与整车控制器通信，所述电机控制器及电池控制器通过第二CAN总线与整车控制器通信。本发明包括混合动力系统和测功机系统，其中混合动力系统包括发动机、离合器、电动\发电机、电机控制器、动力电池、变速箱、整车控制器、通信检测设备及各控制线束等，测功机系统包括交流测功机、测功机控制系统及油耗测试仪等相关组件。
本发明是由交流测功机向混合动力系统提供负载，并通过测功机控制系统可实现手动调节和全自动运行两种工作模式。在手动模式下，可手动调节三个电位器（转速、油门开度、转矩）中的任意两个以到达设定工况；在自动运行模式下，控制程序使交流测功机自动进入设定工况，并控制混合动力系统按设定工况运行。在两种工作模式下都可实时观测和记录混合动力系统的转速、转矩、档位状态、充放电电流、动力电池SOC、动力电池SOH、油门开度及发动机油耗信息等。
一种混合动力系统试验台的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：混合动力系统性能测试；
步骤二：混合动力系统步骤测试；
步骤三：混合动力整车控制器标定；
步骤四：动力电池充、放电能力测试；
步骤五：电动发电机输出特性测试；
步骤六：发动机输出特性测试；
步骤七：混合动力系统油耗测试。
所述步骤一中混合动力系统性能测试过程：通过交流测功机向混合动力系统提供负载，调节油门和转速，控制混合动力系统按设定工况运行测试整个混合动力系统的输出特性。
所述步骤二中混合动力系统步骤测试过程：通过交流测功机设定工况，实现混合动力系统的快速起步、纯电动模式、发动机模式、加速助力模式、制动能量回收、SOC平衡模式、怠速停机模式各个步骤的测试。
所述步骤三中混合动力整车控制器标定过程：对新开发的混合动力整车控制器进行步骤和性能测试及对整车控制器的控制的相关参数进行标定，相关参数包括混合动力系统的换档转速、换档时间、油电切换点。
所述步骤四中动力电池充、放电能力测试过程：控制混合动力系统工作在纯电动模式，通过交流测功机对电动发电机加一稳定负载，调节油门和转速，对动力电池的充、放电能力进行测试。
所述步骤五中电动发电机输出特性测试过程：控制混合动力系统工作在纯电动模式，通过交流测功机控制电动发电机工作在一定转速，对电动发电机加载，进行电动和发电状态下电动发电机的最大输出转矩验证；通过交流测功机对电动发电机加一稳定负载，调节油门和转速，对电动和发电状态下电动发电机的最大输出转速进行测试。
所述步骤六中发动机输出特性测试过程：控制混合动力系统工作在发动机模式，通过交流测功机控制发动机工作在一定转速，对发动机加载，从而测试发动机在不同转速下的输出特性。
所述步骤七中混合动力系统油耗测试过程：通过油耗测试仪可对混合动力系统中发动机的瞬时油耗和总油耗进行实时监测和测量。
本发明的有益效果：
1、周期短，成本低：现有的整车测试平台系统更换灵活性差，周期长，成本高；而本发明不仅可以对整个混合动力系统进行更换，而且可以对混合动力系统的各个子系统进行更换，部件少、易操作、成本低。
2、降低劳动强度：现有的混合动力系统基于整车平台测试必须有驾驶员对混合动力系统的各个步骤进行一一测试，对混合动力系统的性能还需要在不同路况下进行长期测试，驾驶员劳动强度大；而本发明可以由测功机控制系统设定步骤测试工况或者其他循环工况，让混合动力系统按设定工况运行，不需要驾驶员进行实际操作，这就大大降低了劳动强度。
3、检测精度高：本发明不仅可以对混合动力系统的各个步骤进行检测，还可以通过设定不同工况对混合动力系统的性能进行检测，工况随机性强，易于实现，测试精度高。
附图说明
图1本发明的整体结构框图；
图2本发明的通信连接示意图；
图中，1、测功机控制系统，2、交流测功机，3、变速箱，4、电动发电机，5、离合器，
6、发动机，7、动力电池，8、电机控制器，9、通信检测设备，10、整车控制器。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：如图1所示，一种混合动力系统试验台及其工作方法，其特征是，包括混合动力系统和测功机系统，所述混合动力系统包括变速箱3，变速箱3与电动发电机4相连，电动发电机4通过离合器5与发动机6相连，电动发电机4通过电机控制器8与动力电池7相连，发动机6、变速箱3、电机控制器8及动力电池7均与整车控制器10相连，整车控制器10还与通信检测设备9相连。
所述测功机系统包括测功机控制系统，测功机控制系统1与交流测功机2相连，交流测功机2与变速箱3相连。
所述发动机6、变速箱3及动力电池7分别设有对应的发动机控制器、变速箱控制器及动力电池控制器。
所述发动机控制器及变速箱控制器通过第一CAN总线与整车控制器10通信，所述电机控制器8及电池控制器通过第二CAN总线与整车控制器10通信
本发明的目的是建立一个能够对油（气）电混合动力系统的步骤、性能进行测试的试验平台，并通过该试验台能够对混合动力系统及各子系统的相关参数进行测试，从而达到对油（气）电混合动力系统全面优化的目的。
一种混合动力系统试验台的工作方法，包括以下步骤：
步骤一：混合动力系统性能测试；通过交流测功机2向混合动力系统提供负载，调节油门和转速，控制混合动力系统按设定工况运行测试整个混合动力系统的输出特性。
步骤二：混合动力系统步骤测试；通过交流测功机2设定工况，实现混合动力系统的快速起步、纯电动模式、发动机模式、加速助力模式、制动能量回收、SOC平衡模式、怠速停机模式各个步骤的测试。
步骤三：混合动力整车控制器10标定；对新开发的混合动力整车控制器10进行步骤和性能测试及对整车控制器10的控制的相关参数进行标定，相关参数包括混合动力系统的换档转速、换档时间、油电切换点。
步骤四：动力电池充、放电能力测试；控制混合动力系统工作在纯电动模式，通过交流测功机2对电动发电机4加一稳定负载，调节油门和转速，对动力电池7的充、放电能力进行测试。
步骤五：电动发电机4输出特性测试；控制混合动力系统工作在纯电动模式，通过交流测功机2控制电动发电机4工作在一定转速，对电动发电机4加载，进行电动和发电状态下电动发电机4的最大输出转矩验证；通过交流测功机2对电动发电机4加一稳定负载，调节油门和转速，对电动和发电状态下电动发电机4的最大输出转速进行测试。
步骤六：发动机6输出特性测试；控制混合动力系统工作在发动机模式，通过交流测功机2控制发动机6工作在一定转速，对发动机6加载，从而测试发动机6在不同转速下的输出特性。
步骤七：混合动力系统油耗测试。通过油耗测试仪可对混合动力系统中发动机的瞬时油耗和总油耗进行实时监测和测量。
Claims (10)
1.一种混合动力系统试验台，其特征是，包括混合动力系统和测功机系统，所述混合动力系统包括变速箱，变速箱与电动发电机相连，电动发电机通过离合器与发动机相连，电动发电机通过电机控制器与动力电池相连，发动机、变速箱、电机控制器及动力电池均与整车控制器相连，整车控制器还与通信检测设备相连；
所述测功机系统包括测功机控制系统，测功机控制系统与交流测功机相连，交流测功机与变速箱相连；
对整个混合动力系统或者各个子系统进行更换，实现多种混合动力系统测试。
2.如权利要求1所述的一种混合动力系统试验台，其特征是，所述发动机、变速箱及动力电池分别设有对应的发动机控制器、变速箱控制器及动力电池控制器；
所述发动机控制器及变速箱控制器通过第一CAN总线与整车控制器通信，所述电机控制器及电池控制器通过第二CAN总线与整车控制器通信。
3.如权利要求1所述的一种混合动力系统试验台的工作方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一：混合动力系统性能测试；
步骤二：混合动力系统步骤测试；
步骤三：混合动力整车控制器标定；
步骤四：动力电池充、放电能力测试；
步骤五：电动\发电机输出特性测试；
步骤六：发动机输出特性测试；
步骤七：混合动力系统油耗测试。
4.如权利要求3所述的一种混合动力系统试验台的工作方法，其特征是，所述步骤一中混合动力系统性能测试过程：通过交流测功机向混合动力系统提供负载，调节油门和转速，控制混合动力系统按设定工况运行测试整个混合动力系统的输出特性。
5.如权利要求3所述的一种混合动力系统试验台的工作方法，其特征是，所述步骤二中混合动力系统步骤测试过程：通过交流测功机设定工况，实现混合动力系统的快速起步、纯电动模式、发动机模式、加速助力模式、制动能量回收、SOC平衡模式、怠速停机模式各个步骤的测试。
6.如权利要求3所述的一种混合动力系统试验台的工作方法，其特征是，所述步骤三中混合动力整车控制器标定过程：对新开发的混合动力整车控制器进行步骤和性能测试及对整车控制器的控制的相关参数进行标定，相关参数包括混合动力系统的换档转速、换档时间、油电切换点。
7.如权利要求3所述的一种混合动力系统试验台的工作方法，其特征是，所述步骤四中动力电池充、放电能力测试过程：控制混合动力系统工作在纯电动模式，通过交流测功机对电动发电机加一稳定负载，调节油门和转速，对动力电池的充、放电能力进行测试。
8.如权利要求3所述的一种混合动力系统试验台的工作方法，其特征是，所述步骤五中电动发电机输出特性测试过程：控制混合动力系统工作在纯电动模式，通过交流测功机控制电动发电机工作在一定转速，对电动发电机加载，进行电动和发电状态下电动发电机的最大输出转矩验证；通过交流测功机对电动发电机加一稳定负载，调节油门和转速，对电动和发电状态下电动发电机的最大输出转速进行测试。
9.如权利要求3所述的一种混合动力系统试验台的工作方法，其特征是，所述步骤六中发动机输出特性测试过程：控制混合动力系统工作在发动机模式，通过交流测功机控制发动机工作在一定转速，对发动机加载，从而测试发动机在不同转速下的输出特性。
10.如权利要求3所述的一种混合动力系统试验台的工作方法，其特征是，所述步骤七中混合动力系统油耗测试过程：通过油耗测试仪可对混合动力系统中发动机的瞬时油耗和总油耗进行实时监测和测量。
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