CN105928711A - 一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统 - Google Patents

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CN105928711A CN201610247478.3A CN201610247478A CN105928711A CN 105928711 A CN105928711 A CN 105928711A CN 201610247478 A CN201610247478 A CN 201610247478A CN 105928711 A CN105928711 A CN 105928711A
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宋珂
牛文旭
文佩敏
章桐
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    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统，用以实现异地电动汽车动力系统的测试与验证，该系统包括分别位于异地的驾驶模拟器和测功装置，所述的测功装置包括测试电机、测试PC和测功机台，所述的驾驶模拟器通过Internet与测试PC通信，所述的测试PC分别与测试电机和测功机台连接，所述的测功机台与测试电机连接。与现有技术相比，本发明具有远程异地、空间延展性高、适用不同工况、通用性强、应用广泛等优点。

Description

一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统
技术领域
本发明涉及新能源交通工具领域，尤其是涉及一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统。
背景技术
电动汽车作为新能源汽车的代表，具有比传统燃油汽车更好的经济性与环保性，已经成为了现代及未来汽车发展必然选择。电动汽车大体分为3类：纯电动汽车(Electric Vehicle，EV)、混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)以及燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV)。纯电动汽车具有能源多样化、结构简单等优点，具有广阔的市场前景。电动汽车具有节能、低噪声、零排放等突出优点，是新能源汽车发展的重要方向之一。电动汽车动力系统的关键部件主要包括能源部件(动力蓄电池、燃料电池、超级电容等)，控制部件(Vehicle ControlUnit(VCU)，Battery Management System(BMS)等)，驱动部件(电机等)等构成。
电动汽车动力系统验证方法和工具是新能源汽车开发的技术关键点与技术难点。目前的技术现状显示，在电动汽车动力系统开发流程及验证方法方面均未形成完善有效的体系，各个环节的开发工具彼此间缺乏联系，开发效率不高。并且由于动力系统被测对象和测试设备一般位于不同位置，测试时往往需要长距离运输，造成动力系统开发时间及成本增加。因此需要开发一套结合远程异地测试对象和测试设备的电动汽车动力系统测试与验证方法。对于系统开发来说，该方法可结合不同工况，模拟道路负载变化趋势，并对驱动模式、控制策略等进行探讨。
中国专利CN102844209A提供了一种装备成直接应用来自混合电动系统的动力来进行动力输出操作的车辆，车身计算机连接于控制器局域网络以接收底盘输入信号，基于数据链路的远程动力模块安装在车辆上用以产生车身指令信号，用以启动车辆混合电动系统的操作来进行动力输出操作。中国专利CN203480714U提供了一种基于OPC通讯和局域网的电动汽车远程控制教学系统，通过安装在教师机上的组态软件和控制柜的PLC远程控制电动汽车本体来实现直观教学。中国专利CN103312805A提供了一种电动汽车分布式控制的数字化分层网络控制远程监控体系,该系统利用已有的社会资源电信通讯GSM网络和Internet网络作为信息传递的媒介。中国专利CN103465799A提供了一种用于远程隔离车辆系统中的动力单元的控制系统和方法。以上专利与电动汽车动力系统远程信号观测和电动汽车动力系统远程启停有关，但是没有提及如何进行动力系统远程测试与验证。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种远程异地、空间延展性高、适用不同工况、通用性强、应用广泛的电动汽车动力系统的远程测试与验证系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统，用以实现异地电动汽车动力系统的测试与验证，该系统包括分别位于异地的驾驶模拟器和测功装置，所述的测功装置包括测试电机、测试PC和测功机台，所述的驾驶模拟器通过Internet与测试PC通信，所述的测试PC分别与测试电机和测功机台连接，所述的测功机台与测试电机连接；
所述的驾驶模拟器获取测试人员的控制信号以及产生标准工况信息，测试PC通过Internet接收控制信号，根据控制信号控制测试电机运转，实时通过测功机台采集测试电机的转速，并通过测试PC回传给驾驶模拟器与标准工况信息进行对比验证。
所述的驾驶模拟器包括显示器、方向盘、加速踏板、制动踏板、模拟PC和整车控制器，所述的显示器、方向盘、加速踏板和制动踏板分别与整车控制器通过CAN总线通信，所述的整车控制器与模拟PC连接，所述的模拟PC通过Internet与测试PC通信。
所述的测试电机包括永磁同步电机。
所述的测试电机的控制方式为转矩闭环控制。
所述的标准工况包括NEDC、UDDS和WLTP在国标、ISO和SAE标准中电动汽车动力系统测试的工况。
所述的模拟PC与测试PC之间还设有防火墙和路由节点。
采用Internet的通讯方式兼容驾驶模拟器、测功机、电机控制器、整车控制器以及踏板关键设备和测试部件，并且其实时性能够满足国家标准对测试设备以及被测关键部件实时性的要求，系统实时性通过构建P2P虚拟局域网实现。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、远程异地：本发明提出一种电动汽车动力系统远程测试与验证系统，针对动力系统开发中各个环节的开发工具彼此间缺乏联系、被测对象和测试设备一般位于不同位置的缺陷，有助于电动汽车动力系统联合开发，实现远程异地测试。
二、空间延展性高：通过CAN和Internet复合网络系统进行信号传输，大大提高了动力系统在空间中的延展性，实现了被测对象和测试设备的部分分离。
三、适用不同工况：通过驾驶模拟器实现工况信息的发送和实时信号的接收，使得动力系统远程测试与验证能够适用于不同工况，可满足不同地区测试标准要求。
四、通用性强：信号传输所涉及的软件平台通用性强，并且该软件平台考虑了防火墙和路由节点对于信号传输实时性的影响，适用于动力系统远程测试，特别是动力系统国际联合测试开发。
五、应用广泛：专门电动汽车动力系统进行设计，适用于所有种类的电动汽车动力系统测试，应用广泛。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
图2为实施例中信号流示意图。
图3为某电动汽车动力系统异地测试标准工况与实际工况对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例：
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种电动汽车动力系统远程测试与验证方法，适用于所有种类的电动汽车动力系统，包括以下步骤：
由位于位置1的驾驶员根据标准工况控制驾驶模拟系统的加速踏板和制动踏板，通过驾驶模拟器的VCU，收集该加速踏板和制动踏板信号，将踏板信号以CAN信号形式传递到驾驶模拟器PC，通过驾驶模拟器PC中的MATLAB/Simulink软件平台，该信号将以CAN信号的形式打包发送至Internet。
由于在Internet的传输过程受到防火墙和中继路由的影响，因此需要在驾驶模拟器PC和接收端PC上同时运行虚拟局域网软件，并同时通过运行ping命令检测网络连接状态。
位置2与电机控制器连接的PC接收通过Internet发送的CAN信号，并通过MATLAB/Simulink软件平台解包信号，将加速踏板信号和制动踏板信号发送至位置2的VCU，该VCU将信号输入被测电机控制器，电机转速信号由VCU通过MATLAB/Simulink软件平台打包，再通过Internet发送给位置1的PC。
位置1的PC解析数据之后，将电机转速信号转化为对应车速，并显示在驾驶模拟器的显示器上，驾驶员根据实时显示的车速信息调整加速踏板和制动踏板，从而完成了远程电机控制过程。在数据交互的过程中，位置1和位置2的PC均将数据上传至数据云端，以供调用和分析。图2表明了具体的两地之间的信号流。
如果在同一张图上画出驾驶模拟器的标准工况和实际工况，可知在存在一定网络延迟的情况下，基本能够实现动力系统测试，相应的示意图如图3所示。
由此得知，电动汽车动力系统远程测试与验证技术可运用于电动汽车动力系统联合开发，实现远程异地测试，并可结合不同工况和模拟道路负载变化趋势，对驱动模式、控制策略等进行探讨。本发明可运用于电动汽车动力系统开发测试，同时亦可运用在其它新能源交通工具领域，如航空航天以及船舶工业。

Claims (6)

1.一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统，用以实现异地电动汽车动力系统的测试与验证，其特征在于，该系统包括分别位于异地的驾驶模拟器和测功装置，所述的测功装置包括测试电机、测试PC和测功机台，所述的驾驶模拟器通过Internet与测试PC通信，所述的测试PC分别与测试电机和测功机台连接，所述的测功机台与测试电机连接；
所述的驾驶模拟器获取测试人员的控制信号以及产生标准工况信息，测试PC通过Internet接收控制信号，根据控制信号控制测试电机运转，实时通过测功机台采集测试电机的转速，并通过测试PC回传给驾驶模拟器与标准工况信息进行对比验证。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统，其特征在于，所述的驾驶模拟器包括显示器、方向盘、加速踏板、制动踏板、模拟PC和整车控制器，所述的显示器、方向盘、加速踏板和制动踏板分别与整车控制器通过CAN总线通信，所述的整车控制器与模拟PC连接，所述的模拟PC通过Internet与测试PC通信。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统，其特征在于，所述的测试电机包括永磁同步电机。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统，其特征在于，所述的测试电机的控制方式为转矩闭环控制。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统，其特征在于，所述的标准工况包括NEDC、UDDS和WLTP在国标、ISO和SAE标准中电动汽车动力系统测试的工况。
6.根据权利要求2所述的一种电动汽车动力系统的远程测试与验证系统，其特征在于，所述的模拟PC与测试PC之间还设有防火墙和路由节点。
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