CN105115730A - 一种纯电动动力系统试验台及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纯电动动力系统试验台及其测试方法,属于纯电动动力系统测试技术领域。其技术方案为:一种纯电动动力系统试验台,其中,包括纯电动动力系统和测功机系统;所述纯电动动力系统包括AMT变速箱,电动机,电机控制器,动力电池,动力电池控制器,整车控制器以及换挡操纵面板;所述测功机系统包括交流测功机和测功机控制系统,所述测功机控制系统分别连接整车控制器和交流测功机,所述交流测功机与所述AMT变速箱相连接。本发明的有益效果为:周期短,成本低,部件少,易操作,成本低;降低劳动强度,测试精度高。
Description
技术领域
本发明涉及纯电动动力系统测试技术领域,特别涉及一种纯电动动力系统试验台及其测试方法。
背景技术
目前,国内对纯电动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甚至电动机直接连接飞轮)或整车平台,这就造成了以下问题:
(1)简单试验平台只能对纯电动动力系统的部分功能进行测试,对纯电动动力系统的性能,特别是动力电池、AMT变速箱、整车控制器等相关子系统的性能无法测试,并且测试效果差;
(2)整车平台测试开发周期长且只能对一种纯电动动力系统进行测试,灵活性差,若更换纯电动动力系统相关子系统,如电动机、AMT变速箱、整车控制器等比较困难;
(3)现有的纯电动动力系统基于整车平台测试,必须有驾驶员对纯电动动力系统的各个步骤进行一一测试,对纯电动动力系统的性能测试还需要在不同路况下进行长期测试,驾驶员劳动强度大;
(4)整车测试成本过高,另外还具有一定危险。
发明内容
为了解决上述已有技术存在的不足,本发明的目的是:提供了一种既能对一种动力系统的步骤、性能、及子系统进行测试,还可以对整个纯电动动力系统及其各个子系统进行测试的纯电动动力系统试验台及其测试方法。
一种纯电动动力系统试验台,其中,包括纯电动动力系统和测功机系统;
所述纯电动动力系统包括AMT变速箱,电动机和电机控制器,动力电池以及动力电池控制器,整车控制器,以及换挡操纵面板;所述AMT变速箱的输入轴与电动机的输出轴相连接,所述电动机通过电机控制器与动力电池相连接,所述AMT变速箱,换挡操纵面板,电机控制器,以及动力电池分别与整车控制器相连;
所述测功机系统包括交流测功机和测功机控制系统,所述测控机控制系统分别连接整车控制器和交流测功机,所述交流测功机与所述AMT变速箱相连接。
所述AMT变速箱设有对应的选换挡机构。
所述整车控制器分别与所述电机控制器、动力电池控制器、换挡操纵面板以及测功机控制系统通过CAN总线相连。
所述选换挡机构为额定24V直流电机。
一种纯电动动力系统试验台的测试方法,其中,所述纯电动动力系统试验台的测试方法包括以下步骤:
步骤一:纯电动动力系统性能测试;
步骤二:纯电动整车控制器标定;
步骤三:AMT变速箱换档策略标定;
步骤四:动力电池充、放电能力测试;
步骤五:电动机输出特性测试。
所述步骤一中纯电动动力系统性能测试过程为:通过交流测功机向纯电动动力系统提供负载,设定测功机电动机输出特性工况,通过自动调节油门0-100%,控制纯电动动力系统按设定工况循环运行100次,测试整个纯电动动力系统转矩和转速的输出特性。
所述步骤二中纯电动整车控制器标定过程为:对新开发的纯电动动力整车控制器进行功能和性能测试,对整车控制器的参数进行改进,功能和性能测试包括电机扭矩响应状况,AMT换档状况、制动能量回收状况、动力电池高压上电状况。
所述电机扭矩响应状况:整车控制器通过油门开度信息发送需求扭矩到电机控制器,电机控制器根据该需求扭矩控制电动机对其响应,若响应扭矩与需求扭矩不一致,修改整车控制器需求扭矩参数,若一致,则无需修改。
所述AMT换档状况:整车控制器根据电动机转速、AMT变速箱输出转速和油门开度信息,判断电动机转速是否到达换档转速,若到达换档转速,AMT变速箱不能顺利换档,则需修改整车控制器换档控制逻辑,若能顺利换档则无需修改。
所述制动能量回收状况:整车控制器通过油门开度和制动踏板信息发送需求制动扭矩到电机控制器,电机控制器根据该需求扭矩控制电动机对动力电池进行充电,若电动机响应扭矩与需求制动扭矩不一致或者电动机不能对动力电池进行充电,则需修改整车控制器制动能量回收控制逻辑及制动扭矩参数,一致且能顺利充电,则无需修改。
所述动力电池高压上电状况:整车控制器根据点火钥匙、AMT变速箱的档位、电动机和动力电池的故障或无故障的信息进行判断是否进行高压上电,若动力电池能够顺利进行高压上电,则无需修改整车控制器控制逻辑,否则,需修改整车控制器控制逻辑。
所述步骤三中AMT变速箱换档策略标定为:通过设定油门开度信息和换挡转速信息(待确定的x、y值),根据纯电动动力系统的输出特性及AMT变速箱的换档时间,测试AMT变速箱的换挡转速(确定的x、y值)。
表1为AMT变速箱换挡转速控制策略标定:
油门深度 | ≤30% | ≤40% | ≤50% | ≤60% | ≤80% | ≤100% |
升档电机转速(rpm) | x(1500-1900) | x+y,y(30-80) | x+2y | x+3y | x+4y | x+5y |
所述步骤四中动力电池充、放电能力测试过程为:通过交流测功机对电动机加一稳定负载,根据测功机动力电池充放电能力工况,自动调节油门0-100%,控制纯电动动力系统按设定的工况循环运行50次,对动力电池的充、放电能力进行测试。
所述步骤五中电动机输出特性测试过程为:通过交流测功机控制电动机工作在电动或发电状态,维持此时电动机的转速,对电动机加载,持续30秒,则该扭矩为电动机在该转速下,电动或发电状态的最大输出扭矩,即对电动机的输出特性进行测试。
通过试验,本发明的有益效果是:
1、周期短,成本低:本发明不仅可以对整个纯电动动力系统进行更换,而且可以对纯电动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: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,让纯电动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、测试精度高:本发明不仅可以对纯电动动力系统的各个步骤进行测试,还可以通过设定不同工况对纯电动动力系统的性能进行测试,工况随机性强,易于实现,测试精度高。
附图说明
图1本发明实施例的电原理框图。
图2本发明实施例的电原理框图。
图3本发明中测功机电动机输出特性工况示意图。
图4本发明中测功机动力电池充、放电能力工况示意图。
其中,附图标记为:1、AMT变速箱,2、电动机,3、电机控制器,4、动力电池,5、整车控制器,6、换档操纵面板,7、交流测功机,8、测功机控制系统。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,对本方案进行阐述。
实施例1
参见图1,图2,图3和图4,本发明是:一种纯电动动力系统试验台,其中,包括纯电动动力系统和测功机系统;
纯电动动力系统包括AMT变速箱1,电动机2和电机控制器3,动力电池4以及动力电池控制器,整车控制器5,以及换挡操纵面板6;AMT变速箱1的输入轴与电动机2的输出轴相连接,电动机2通过电机控制器3与动力电池4相连接,AMT变速箱1,换挡操纵面板6,电机控制器3,以及动力电池4分别与整车控制器5相连;
测功机系统包括交流测功机7和测功机控制系统8,测控机控制系统8分别连接整车控制器5和交流测功机7,交流测功机7与AMT变速箱1相连接。
AMT变速箱1设有对应的选换挡机构。
整车控制器5分别与电机控制器3、动力电池控制器、换挡操纵面板6以及测功机控制系统8通过CAN总线相连。
选换挡机构为额定24V直流电机。
一种纯电动动力系统试验台的测试方法,其中,纯电动动力系统试验台的测试方法包括以下步骤:
步骤一:纯电动动力系统性能测试;
步骤二:纯电动整车控制器标定;
步骤三:AMT变速箱换档策略标定;
步骤四:动力电池充、放电能力测试;
步骤五:电动机输出特性测试。
步骤一中纯电动动力系统性能测试过程为:通过交流测功机7向纯电动动力系统提供负载,按图3设定测功机电动机2输出特性工况,通过自动调节油门0-100%,控制纯电动动力系统按设定工况循环运行100次,测试整个纯电动动力系统转矩和转速的输出特性。
步骤二中纯电动整车控制器标定过程为:对新开发的纯电动动力整车控制器5进行功能和性能测试,对整车控制器5的参数进行改进,功能和性能测试包括电机扭矩响应状况,AMT换档状况、制动能量回收状况、动力电池高压上电状况。
电机扭矩响应状况:整车控制器5通过油门开度信息发送需求扭矩到电机控制器3,电机控制器3根据该需求扭矩控制电动机2对其响应,若响应扭矩与需求扭矩不一致,修改整车控制器5需求扭矩参数,若一致,则无需修改;
AMT换档状况:整车控制器5根据电动机2转速、AMT变速箱1输出转速和油门开度信息,判断电动机2转速是否到达换档转速,若到达换档转速,AMT变速箱1不能顺利换档,则需修改整车控制器5换档控制逻辑,若能顺利换档则无需修改。
制动能量回收状况:整车控制器5通过油门开度和制动踏板信息发送需求制动扭矩到电机控制器3,电机控制器3根据该需求扭矩控制电动机2对动力电池4进行充电,若电动机2响应扭矩与需求制动扭矩不一致或者电动机2不能对动力电池4进行充电,则需修改整车控制器5制动能量回收控制逻辑及制动扭矩参数,一致且能顺利充电,则无需修改。
动力电池高压上电状况:整车控制器5根据点火钥匙、AMT变速箱1的档位、电动机2和动力电池4的故障或无故障的信息进行判断是否进行高压上电,若动力电池4能够顺利进行高压上电,则无需修改整车控制器5控制逻辑,否则,需修改整车控制器5控制逻辑。步骤三中AMT变速箱换档策略标定为:通过设定油门开度信息和换挡转速信息(待确定的x、y值),根据纯电动动力系统的输出特性及AMT变速箱的换档时间,测试AMT变速箱的换挡转速(确定的x、y值)表1为AMT变速箱换挡转速控制策略标定:
油门深度 | ≤30% | ≤40% | ≤50% | ≤60% | ≤80% | ≤100% |
升档电机转速(rpm) | x(1500-1900) | x+y,y(30-80) | x+2y | x+3y | x+4y | x+5y |
步骤四中动力电池充、放电能力测试过程为:通过交流测功机7对电动机2加一稳定负载,按图4设定测功机动力电池4充放电能力工况,自动调节油门(0-100%),控制纯电动动力系统按设定的工况循环运行50次,对动力电池4的充、放电能力进行测试。
步骤五中电动机输出特性测试过程为:通过交流测功机7控制电动机2工作在电动或发电状态,维持此时电动机2的转速,对电动机2加载,持续30秒,则该扭矩为电动机2在该转速下,电动或发电状态的最大输出扭矩,即对电动机2的输出特性进行测试。
表2为电动机输出特性测试结果:
设定转速(rpm) | 最大扭矩(Nm) | 维持时间(s) |
100 | 450 | >30 |
200 | 450 | >30 |
400 | 450 | >30 |
500 | 450 | >30 |
600 | 450 | >30 |
800 | 450 | >30 |
1000 | 450 | >30 |
1200 | 450 | >30 |
1400 | 450 | >30 |
1600 | 450 | >30 |
1800 | 450 | >30 |
2000 | 440 | >30 |
2200 | 430 | >30 |
2400 | 410 | >30 |
2600 | 380 | >30 |
2700 | 340 | >30 |
2800 | 310 | >30 |
2900 | 280 | >30 |
3000 | 250 | >30 |
3100 | 220 | >30 |
3200 | 200 | >30 |
3300 | 190 | <30 |
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述,当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明。
Claims (10)
1.一种纯电动动力系统试验台,其特征在于,包括纯电动动力系统和测功机系统;
所述纯电动动力系统包括AMT变速箱(1),电动机(2)和电机控制器(3),动力电池(4)以及动力电池控制器,整车控制器(5),以及换挡操纵面板(6);所述AMT变速箱(1)的输入轴与电动机(2)的输出轴相连接,所述电动机(2)通过电机控制器(3)与动力电池(4)相连接,所述AMT变速箱(1),换挡操纵面板(6),电机控制器(3),以及动力电池(4)分别与整车控制器(5)相连;
所述测功机系统包括交流测功机(7)和测功机控制系统(8),所述测功机控制系统(8)分别连接整车控制器(5)和交流测功机(7),所述交流测功机(7)与所述AMT变速箱(1)相连接。
2.根据权利要求1所述的纯电动动力系统试验台,其特征在于:所述整车控制器(5)分别与所述电机控制器(3)、动力电池控制器、换挡操纵面板(6)以及测功机控制系统(8)通过CAN总线相连。
3.根据权利要求1所述的纯电动动力系统试验台,其特征在于:所述AMT变速箱(1)设有对应的选换挡机构。
4.根据权利要求1所述的纯电动动力系统试验台,其特征在于:所述选换挡机构为额定24V直流电机。
5.一种如权利要求1所述的纯电动动力系统试验台的测试方法,其特征在于:所述纯电动动力系统试验台的测试方法包括以下步骤:
步骤一:纯电动动力系统性能测试;
步骤二:纯电动整车控制器标定;
步骤三:AMT变速箱换档策略标定;
步骤四:动力电池充、放电能力测试;
步骤五:电动机输出特性测试。
6.根据权利要求5所述的纯电动动力系统试验台的测试方法,其特征在于,所述步骤一中纯电动动力系统性能测试过程为:通过交流测功机(7)向纯电动动力系统提供负载,设定测功机电动机(2)输出特性工况,通过自动调节油门0-100%,控制纯电动动力系统按设定工况循环运行100次,测试整个纯电动动力系统的转矩和转速的输出特性。
7.根据权利要求5所述的纯电动动力系统试验台的测试方法,其特征在于,所述步骤二中纯电动整车控制器标定过程为:对新开发的纯电动动力整车控制器进行功能和性能测试,对整车控制器(5)的参数进行改进,功能和性能测试包括电机扭矩响应状况,AMT换档状况、制动能量回收状况、动力电池高压上电状况;
所述电机扭矩响应状况:整车控制器(5)通过油门开度信息发送需求扭矩到电机控制器(3),电机控制器(3)根据该需求扭矩控制电动机(2)对其响应,若响应扭矩与需求扭矩不一致,修改整车控制器(5)需求扭矩参数,若一致,则无需修改;
所述AMT换档状况:整车控制器(5)根据电动机(2)转速、AMT变速箱(1)输出转速和油门开度信息,判断电动机(2)转速是否到达换档转速,若到达换档转速,AMT变速箱(1)不能顺利换档,则需修改整车控制器(5)换档控制逻辑,若能顺利换档则无需修改;
所述制动能量回收状况:整车控制器(5)通过油门开度和制动踏板信息发送需求制动扭矩到电机控制器(3),电机控制器(3)根据该需求扭矩控制电动机(2)对动力电池(4)进行充电,若电动机(2)响应扭矩与需求制动扭矩不一致或者电动机(2)不能对动力电池(4)进行充电,则需修改整车控制器(5)制动能量回收控制逻辑及制动扭矩参数,一致且能顺利充电,则无需修改;所述动力电池高压上电状况:整车控制器(5)根据点火钥匙、AMT变速箱(1)的档位、电动机(2)和动力电池(4)的故障或无故障的信息进行判断是否进行高压上电,若动力电池(4)能够顺利进行高压上电,则无需修改整车控制器(5)控制逻辑,否则,需修改整车控制器(5)控制逻辑。
8.根据权利要求5所述的纯电动动力系统试验台的测试方法,其特征在于,所述步骤三中AMT变速箱换档策略标定为:通过设定油门开度信息和换挡转速信息,根据纯电动动力系统的输出特性及AMT变速箱(1)的换档时间,测试AMT变速箱(1)的换挡转速。
9.根据权利要求5所述的纯电动动力系统试验台的测试方法,其特征在于,所述步骤四中动力电池充、放电能力测试过程为:通过交流测功机(7)对电动机(2)加一稳定负载,按图4设定测功机动力电池充放电能力工况根据测功机动力电池(4)充放电能力工况,自动调节油门0-100%,控制纯电动动力系统按设定的工况循环运行50次,对动力电池(4)的充、放电能力进行测试。
10.根据权利要求5所述的纯电动动力系统试验台的测试方法,其特征在于,所述步骤五中电动机输出特性测试过程为:通过交流测功机(7)控制电动机(2)工作在电动或发电状态,维持此时电动机(2)的转速,对电动机(2)加载,持续30秒,则该扭矩为电动机(2)在该转速下,电动或发电状态的最大输出扭矩,即对电动机(2)的输出特性进行测试。
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