CN105676843A - 一种新能源汽车对标分析与评价系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新能源汽车对标分析与评价系统，包括便携式箱体、上面板和CRIO实时控制器，CRIO实时控制器分别与离线供电模块、信号仿真输出模块、数据采集模块、GPS定位与车速采集模块、数据存储模块、无线配置与测控模块、数据库和上位机相连，上位机与数据库相连，CRIO实时控制器通过视频采集模块与车用摄像头相连，无线配置与测控模块包括网络通讯模块和移动终端设备，移动终端设备通过网络通讯模块与CRIO实时控制器相连。本系统采用高度集成的CompactRIO嵌入式平台，基于NI可重置I/0(RIO)技术与FPGA技术，不仅具备传统测试系统的数据采集、传输与存储等功能模块，而且实时性更强、性能更稳定。

Description

一种新能源汽车对标分析与评价系统及其方法

技术领域

本发明属于新能源汽车领域，尤其是涉及一种新能源汽车对标分析与评价系统及其方法。

背景技术

近年来，中国汽车工业发展迅速，尤其在国家能源和环境保护等多重压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车发展的重要方向，新能源汽车在设计开发及后续使用中的质量和安全性问题越来越得到重视。

在新车型设计开发过程中可通过对标成熟车型以获得可靠的质量与精准的市场定位，新车型上市之前通过测试可获得车型技术指标是否满足设计要求及存在的问题，但是传统设备及方法很难全面获取整车关键数据，无法做到多参数综合对标与评价分析。因此，研发一种新能源汽车对标分析与评价系统是个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种新能源汽车对标分析与评价系统及其方法，通过对转鼓试验台及实车路试中的传感器信号、网络信号、关键硬件信号及其余测量设备测得的信号进行采集、显示、分析、存储并进行多参数整合显示，实现对标车型关键技术指标的获取、分析与对比评价。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种新能源汽车对标分析与评价系统，包括便携式箱体、上面板、CRIO实时控制器、离线供电模块、信号仿真输出模块、数据采集模块、视频采集模块、GPS定位与车速采集模块、数据存储模块、无线配置与测控模块、数据库和上位机，所述CRIO实时控制器分别与所述离线供电模块、信号仿真输出模块、数据采集模块、GPS定位与车速采集模块、数据存储模块、无线配置与测控模块、数据库和上位机相连，所述上位机还与所述数据库相连，上位机主要负责与企业数据管理中心进行数据的交换，存取设备运行参数文件，还具有用户管理、项目管理、数据分析、生成报表等功能，所述CRIO实时控制器通过所述视频采集模块与车用摄像头相连；

所述数据采集模块包括电压数据采集模块、电流数据采集模块、热电偶数据采集模块、总线数据采集模块和I/O采集模块；所述信号仿真输出模块包括电压仿真输出模块、电流仿真输出模块、I/O仿真输出模块和总线信号输出模块；所述GPS定位与车速采集模块包括车辆实时定位模块、测试线路记录模块和车速采集记录模块；所述数据存储模块包括系统相关信息存储模块、输出记录存储模块和采集数据存储模块。

进一步的，所述无线配置与测控模块包括网络通讯模块和移动终端设备，所述移动终端设备通过网络通讯模块与CRIO实时控制器相连，使用移动终端设备作为控制面板，通过无线网络对系统参数进行设置、对执行过程进行控制与显示，可完成系统配置并向驾驶员以图形化的方式显示试验工况、当前数据状态及其它参数，以方便驾驶员的操作。

进一步的，所述移动终端设备为PAD。使用PAD执行测试时，可在PAD系统内部存储，也可以使用上位机存储，或两者同时存储，外部存储方式支持外接移动硬盘、无线传输、网络存储器。

进一步的，在所述上面板上设有仿真输出LEMO接插件，电压、I/O输入LEMO接插件，电流输入LEMO接插件，带指示灯开关，温度传感器接口,CAN/LIN输入、输出接口，以太网接口。

进一步的，在所述上面板上还设有上面板散热通道、电池快拆更换接口、急停保护按钮和保险开关。

进一步的，所述热电偶数据采集模块的信号输入端与上面板的omega热电偶接头连接，支持32路输入，24位ADC，适合最高0.02℃测量灵敏度，支持面向J、K、T、E、N、B、R和S型热电偶。所述电压数据采集模块的信号输入端与上面板的LEMO接头连接，支持48路±10V差分信号，250kS/S，16位；16路±60V差分信号，50kS/s，24位输入。所述电流数据采集模块的信号输入端与上面板的LEMO接头连接，支持32通道，±200mV至10V输入，16位输入，250kS/s，配32路电流传感器。所述总线数据采集模块的信号输入端与上面板的DB9D型数据接口连接，支持2路总线信号采集，高速CAN(40K～1Mbit/s)。所述I/O采集模块信号输入端与上面板的LEMO接头连接，6路差分/单端数字输入通道，支持500ns数字输入。所述电流仿真输出模块的信号输出端与上面板的LEMO接头连接，支持4通道，0-20mA，100kS/s，16位输出。所述电压仿真输出模块的信号输出端与上面板的LEMO接头连接，支持16通道，±10V，25kS/s，16位输出。所述I/O仿真输出模块的信号输出端与上面板的LEMO接头连接，支持8通道，1μs高速数字输出。所述总线信号输出模块的信号输出端与上面板的DB9D型数据接口连接，支持2路总线信号采集，高速CAN(40K～1Mbit/s)。

进一步的，本便携式箱体还可通过RS232接口、TCP/IP接口及USB接口进行数据的传输与通讯。所述USB接口支持格式为FAT32、FAT16的存储设备，用此接口外接一个工业硬盘来存储采集来的信息。车用摄像头用来实时采集路况信息并把视频信号也存储在此工业硬盘当中，因此整个测试系统可以脱离上位机单独运行，独立完成数据的采集和存储功能。

进一步的，所述CRIO实时控制器的型号为NIcRIO-9068,扩展机箱为cRIO-9068。

进一步的，所述离线供电模块包括充电模块。

进一步的，所述GPS定位与车速采集模块带有GPS天线，集成安装在测试面板下方的箱体内，刷新频率为20Hz，速度精度为0.1m/s，可实现车辆位置及速度参数的采集。

一种新能源汽车对标分析与评价方法，其步骤如下：

第一步，测试管理：

1、以待标定样车的车型为名创建测试项，选定标杆车。

2、设置需要测试的具体测试子项及相关参数。

3、填写测试通用信息，如测试时间、测试人员、测试备注等。

第二步，数据采集：

1、根据测试通道选择参数配置，如采样率、采样精度、采样范围等。

2、开始采集并实时监控采样数据波形。

3、记录测试数据存入数据库，数据以二进制格式进行存储，支持导出为TDMS格式用于后续的数据分析。

第三步，对标分析：

1、从数据库中调取标杆车的测试数据和样车的测试数据。

2、提取特征数据。

3、数据分析：按各测试项的各测试量各自进行对比分析。

a)两辆车的测试数据要在同一图形见面中显示。

b)支持自由游标、单游标、双游标分析。

c)测量计算出各自的峰值、平均值等相应的重要表定量。计算出两数据间的绝对误差或相对误差。

4、对分析结果进行记录。

第四步，评价分析、生成报告：

1、对单独测试项评价：根据系统提示按要求填入上面分析所得特征值，系统会与数据库中相应测试评价标准对比，生成评价报告，给出1-10分的评价分数。

2、整车测试结果评价，即给出所用测试项的整体测试报告：根据各测试项对整车性能的影响程度不同，各测试项在整车评价中所占权重不同，系统根据加权算法求出整车性能，给出0-100分的评分分数。

3、性能排名：根据上面所得的评价分数，与数据库中以存的车辆信息作对比，给出各测试项和整车的性能排名。

第五步，数据上传：

把测试、分析、评价所得数据，按照固定格式上传到数据库，丰富数据库。

相对于现有技术，本发明所述的新能源汽车对标分析与评价系统具有以下优势：

(1)本系统采用高度集成的CompactRIO嵌入式平台，基于NI可重置I/0(RIO)技术与FPGA技术，不仅具备传统测试系统的数据采集、传输与存储等功能模块，而且实时性更强、性能更稳定。

(2)本系统体积小、精度高、稳定性强、功能全面，可在道路或转鼓上对新能源汽车进行各类信号的采集、分析与同步输出，以支持汽车的对标分析与评价研究，具有GPS定位功能和视频监控功能，能够实时采集车辆的位置信息和道路状况信息，工程师在进行数据处理时可结合实际路况做出更科学准确的分析，同时可以监督实车测试驾驶人员是否按要求进行行驶。充分满足了新能源汽车电性能检测的需求。

(3)本系统开发周期短、性能稳定、运行良好，具有良好的扩展性和灵活性，同时本系统的可移植性强，其原理同样适用于汽车的其他功能检测，如发动机实时监测、汽车硬件在环检测等领域。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明新能源汽车对标分析与评价系统的原理框图；

图2为本发明实施例所述的上面板的布局图。

附图标记说明：

1-保险开关，2-急停保护按钮，3-带指示灯开关，4-仿真输出LEMO接插件，5-电压、I/O输入LEMO接插件，6-电流输入LEMO接插件，7-温度传感器接口,8-CAN/LIN输入、输出接口，9-上面板散热通道，10-以太网接口，11-电池快拆更换接口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种新能源汽车对标分析与评价系统，包括便携式箱体、上面板、CRIO实时控制器、离线供电模块、信号仿真输出模块、数据采集模块、视频采集模块、GPS定位与车速采集模块、数据存储模块、无线配置与测控模块、数据库和上位机，所述CRIO实时控制器的型号为NIcRIO-9068,扩展机箱为cRIO-9068，所述离线供电模块包括充电模块，所述CRIO实时控制器分别与所述离线供电模块、信号仿真输出模块、数据采集模块、GPS定位与车速采集模块、数据存储模块、无线配置与测控模块、数据库和上位机相连，所述上位机还与所述数据库相连，上位机主要负责与企业数据管理中心进行数据的交换，存取设备运行参数文件，还具有用户管理、项目管理、数据分析、生成报表等功能。所述CRIO实时控制器通过所述视频采集模块与车用摄像头相连。所述无线配置与测控模块包括网络通讯模块和移动终端设备，所述移动终端设备通过网络通讯模块与CRIO实时控制器相连，使用移动终端设备作为控制面板，通过无线网络对系统参数进行设置、对执行过程进行控制与显示，可完成系统配置并向驾驶员以图形化的方式显示试验工况、当前数据状态及其它参数，以方便驾驶员的操作。所述移动终端设备为PAD，使用PAD配置完成执行测试时，可在PAD系统内部存储，也可以使用上位机存储，或两者同时存储，外部存储方式支持外接移动硬盘、无线传输、网络存储器。

所述数据采集模块包括电压数据采集模块、电流数据采集模块、热电偶数据采集模块、总线数据采集模块和I/O采集模块；所述信号仿真输出模块包括电压仿真输出模块、电流仿真输出模块、I/O仿真输出模块和总线信号输出模块；所述GPS定位与车速采集模块包括车辆实时定位模块、测试线路记录模块和车速采集记录模块，所述GPS定位与车速采集模块带有GPS天线，集成安装在测试面板下方的箱体内，刷新频率20Hz，速度精度0.1m/s，可实现车辆位置及速度参数的采集；所述数据存储模块包括系统相关信息存储模块、输出记录存储模块和采集数据存储模块。

如图2所示，在所述上面板上设有保险开关1，急停保护按钮2，带指示灯开关3，仿真输出LEMO接插件4，电压、I/O输入LEMO接插件5，电流输入LEMO接插件6，温度传感器接口7,CAN/LIN输入、输出接口8，上面板散热通道9，以太网接口10，电池快拆更换接口11。

所述热电偶数据采集模块的信号输入端与上面板的omega热电偶接头连接，支持32路输入，24位ADC，适合最高0.02℃测量灵敏度，支持面向J、K、T、E、N、B、R和S型热电偶。所述电压数据采集模块的信号输入端与上面板的LEMO接头连接，支持48路±10V差分信号，250kS/S，16位；16路±60V差分信号，50kS/s，24位输入。所述电流数据采集模块的信号输入端与上面板的LEMO接头连接，支持32通道，±200mV至10V输入，16位输入，250kS/s，配32路电流传感器。所述总线数据采集模块的信号输入端与上面板的DB9D型数据接口连接，支持2路总线信号采集，高速CAN(40K～1Mbit/s)。所述I/O采集模块的信号输入端与上面板的LEMO接头连接，6路差分/单端数字输入通道，支持500ns数字输入。所述电流仿真输出模块的信号输出端与上面板的LEMO接头连接，支持4通道，0-20mA，100kS/s，16位输出。所述电压仿真输出模块的信号输出端与上面板的LEMO接头连接，支持16通道，±10V，25kS/s，16位输出。所述I/O仿真输出模块的信号输出端与上面板的LEMO接头连接，支持8通道，1μs高速数字输出。所述总线信号输出模块的信号输出端与上面板的DB9D型数据接口连接，支持2路总线信号采集，高速CAN(40K～1Mbit/s)。

本便携式箱体还可通过RS232接口、TCP/IP接口及USB接口进行数据的传输与通讯。所述USB接口支持格式为FAT32、FAT16的存储设备，用此接口外接一个工业硬盘来存储采集来的信息。车用摄像头用来实时采集路况信息并把视频信号也存储于硬盘当中，因此整个测试系统可以脱离上位机单独运行，独立完成数据的采集和存储功能。

一种新能源汽车对标分析与评价方法，其步骤如下：

第一步，测试管理：

1、以待标定样车的车型为名创建测试项，选定标杆车。

2、设置需要测试的具体测试子项及相关参数。

3、填写测试通用信息，如测试时间、测试人员、测试备注等。

第二步，数据采集：

1、根据测试通道选择参数配置，如采样率、采样精度、采样范围等。

2、开始采集并实时监控采样数据波形。

3、记录测试数据存入数据库，数据以二进制格式进行存储，支持导出为TDMS格式用于后续的数据分析。

第三步，对标分析：

1、从数据库中调取标杆车的测试数据和样车的测试数据。

2、提取特征数据。

3、数据分析：按各测试项的各测试量各自进行对比分析。

a)两辆车的测试数据要在同一图形见面中显示。

b)支持自由游标、单游标、双游标分析。

c)测量计算出各自的峰值、平均值等相应的重要表定量。计算出两数据间的绝对误差或相对误差。

4、对分析结果进行记录。

第四步，评价分析、生成报告：

1、对单独测试项评价：根据系统提示按要求填入上面分析所得特征值，系统会与数据库中相应测试评价标准对比，生成评价报告，给出1-10分的评价分数。

2、整车测试结果评价，即给出所用测试项的整体测试报告：根据各测试项对整车性能的影响程度不同，各测试项在整车评价中所占权重不同，系统根据加权算法求出整车性能，给出0-100分的评分分数。

3、性能排名：根据上面所得的评价分数，与数据库中以存的车辆信息作对比，给出各测试项和整车的性能排名。

第五步，数据上传：

把测试、分析、评价所得数据，按照固定格式上传到数据库，丰富数据库。

CompactRIO嵌入式平台中的CRIO实时控制器通过对转鼓试验台及实车路试中的传感器信号、网络信号、关键硬件信号及其余测量设备测得的信号进行采集、显示、分析、存储并进行多参数整合显示，依托丰富的车型参数数据库资源，实现对标车型关键技术指标的获取、分析与对比评价。对标及实测数据采用无线传输，数据传输速率快、可靠性高，使用过程中通过PAD无线连接后可进行测试配置、测试控制及测试状态与结果显示。同时在实车测试过程中实现整车关键数据的获取，综合分析后获得被测车型的开发状态，发现开发过程中引入的问题，保证车型上市后的质量，降低故障召回的风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车对标分析与评价系统，其特征在于：包括便携式箱体、上面板、CRIO实时控制器、离线供电模块、信号仿真输出模块、数据采集模块、视频采集模块、GPS定位与车速采集模块、数据存储模块、无线配置与测控模块、数据库和上位机，所述CRIO实时控制器分别与所述离线供电模块、信号仿真输出模块、数据采集模块、GPS定位与车速采集模块、数据存储模块、无线配置与测控模块、数据库和上位机相连，所述上位机还与所述数据库相连，所述CRIO实时控制器通过所述视频采集模块与车用摄像头相连；

所述数据采集模块包括电压数据采集模块、电流数据采集模块、热电偶数据采集模块、总线数据采集模块和I/O采集模块；所述信号仿真输出模块包括电压仿真输出模块、电流仿真输出模块、I/O仿真输出模块和总线信号输出模块；所述GPS定位与车速采集模块包括车辆实时定位模块、测试线路记录模块和车速采集记录模块；所述数据存储模块包括系统相关信息存储模块、输出记录存储模块和采集数据存储模块。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车对标分析与评价系统，其特征在于：所述无线配置与测控模块包括网络通讯模块和移动终端设备，所述移动终端设备通过网络通讯模块与CRIO实时控制器相连。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车对标分析与评价系统，其特征在于：所述移动终端设备为PAD，使用PAD执行测试时，可在PAD系统内部存储，也可以使用上位机存储，或两者同时存储，外部存储方式支持外接移动硬盘、无线传输、网络存储器。

4.根据权利要求1或2所述的一种新能源汽车对标分析与评价系统，其特征在于：所述热电偶数据采集模块的信号输入端与上面板的omega热电偶接头连接，支持32路输入，24位ADC，适合最高0.02℃测量灵敏度，支持面向J、K、T、E、N、B、R和S型热电偶；

所述电压数据采集模块的信号输入端与上面板的LEMO接头连接，支持48路±10V差分信号，250kS/S，16位；16路±60V差分信号，50kS/s，24位输入；

所述电流数据采集模块的信号输入端与上面板的LEMO接头连接，支持32通道，±200mV至10V输入，16位输入，250kS/s，配32路电流传感器；

所述总线数据采集模块的信号输入端与上面板的DB9D型数据接口连接，支持2路总线信号采集、高速CAN；

所述I/O采集模块信号输入端与上面板的LEMO接头连接，6路差分/单端数字输入通道，支持500ns数字输入；

所述电流仿真输出模块的信号输出端与上面板的LEMO接头连接，支持4通道，0-20mA，100kS/s，16位输出；

所述电压仿真输出模块的信号输出端与上面板的LEMO接头连接，支持16通道，±10V，25kS/s，16位输出；

所述I/O仿真输出模块的信号输出端与上面板的LEMO接头连接，支持8通道，1μs高速数字输出；

所述总线信号输出模块的信号输出端与上面板的DB9D型数据接口连接，支持2路总线信号采集、高速CAN。

5.根据权利要求2所述的一种新能源汽车对标分析与评价系统，其特征在于：所述离线供电模块包括充电模块。

6.根据权利要求2所述的一种新能源汽车对标分析与评价系统，其特征在于：在所述上面板上设有仿真输出LEMO接插件，电压、I/O输入LEMO接插件，电流输入LEMO接插件，带指示灯开关，温度传感器接口,CAN/LIN输入、输出接口，以太网接口。

7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车对标分析与评价系统，其特征在于：所述GPS定位与车速采集模块带有GPS天线，集成安装在测试面板下方的箱体内，刷新频率为20Hz，速度精度为0.1m/s。

8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车对标分析与评价系统，其特征在于：本便携式箱体还可通过RS232接口、TCP/IP接口及USB接口进行数据的传输与通讯，所述USB接口支持格式为FAT32、FAT16的存储设备，用此接口外接一个工业硬盘来存储采集来的信息，所述车用摄像头用来实时采集路况信息并把视频信号存储在此工业硬盘当中。

9.根据权利要求1所述的一种新能源汽车对标分析与评价系统，其特征在于：所述CRIO实时控制器的型号为NIcRIO-9068,扩展机箱为cRIO-9068。

10.一种用于权利要求1的新能源汽车对标分析与评价方法，其特征在于：其步骤如下：

第一步，测试管理：

1、以待标定样车的车型为名创建测试项，选定标杆车；

2、设置需要测试的具体测试子项及相关参数；

3、填写测试通用信息，如测试时间、测试人员、测试备注；

第二步，数据采集：

1、根据测试通道选择参数配置，如采样率、采样精度、采样范围；

2、开始采集并实时监控采样数据波形；

3、记录测试数据存入数据库，数据以二进制格式进行存储，支持导出为TDMS格式用于后续的数据分析；

第三步，对标分析：

1、从数据库中调取标杆车的测试数据和样车的测试数据；

2、提取特征数据；

3、数据分析：按各测试项的各测试量各自进行对比分析；

a)两辆车的测试数据要在同一图形见面中显示；

b)支持自由游标、单游标、双游标分析；

c)测量计算出各自的峰值、平均值等相应的重要表定量。计算出两数据间的绝对误差或相对误差；

4、对分析结果进行记录；

第四步，评价分析、生成报告：

1、对单独测试项评价：根据系统提示按要求填入上面分析所得特征值，系统会与数据库中相应测试评价标准对比，生成评价报告，给出1-10分的评价分数；

2、整车测试结果评价，即给出所用测试项的整体测试报告：根据各测试项对整车性能的影响程度不同，各测试项在整车评价中所占权重不同，系统根据加权算法求出整车性能，给出0-100分的评分分数；

3、性能排名：根据上面所得的评价分数，与数据库中以存的车辆信息作对比，给出各测试项和整车的性能排名。

第五步，数据上传：

把测试、分析、评价所得数据，按照固定格式上传到数据库，丰富数据库。