CN109084988A - 一种phev台架系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PHEV台架系统，包括测功机控制系统、功率分析仪、和主控计算机；还包括油耗仪和排放分析仪，以及测功机组，所述功率分析仪通过电压传感器和电流传感器采集电压数据和电流数据，并将直流电压数据、直流电流数据、交流电压数据、交流电流数据、和功率数据传送至所述测功机控制系统；还包括加速踏板和制动踏板，所述加速踏板和制动踏板分别接入整车控制器；所述整车控制器、驱动电机控制器、发动机控制器、和发电机控制器通过CAN总线连接，并连接至OBD诊断口；所述OBD诊断口与测功机控制系统通过通讯线和主控计算机相连。

Description

一种PHEV台架系统

技术领域

本发明涉及一种台架系统，尤其涉及一种PHEV(Plug-inhybridelectricvehicle，简称PHEV，即插电式混合动力汽车)台架系统。

背景技术

混合动力汽车在研发的过程中，需要解决很多技术问题，比如混合动力汽车整车参数与传动系统的参数匹配、控制策略设计与优化、动态切换过程、换挡控制过程、能量管理策略等。

要验证这些技术问题，需要真实的试验环境，需要配套的台架系统能够模拟整车环境，测试电机、发动机、电池等特性，也可以测试整车性能、模拟工况、验证策略等，但是传统的台架都是单一总成测试，其测试周期长，测试项目不全面。

发明内容

本发明针对现有技术的弊端，提供一种PHEV台架系统。

本发明所述的PHEV台架系统，包括测功机控制系统、功率分析仪、和主控计算机；

还包括油耗仪和排放分析仪，所述油耗仪和排放分析仪分别与发动机连接，并将采集到的油耗数据和排放数据传送至测功机控制系统；

还包括测功机组，所述测功机组与驱动电机连接，并将采集到的扭矩数据传送至测功机控制系统；

所述功率分析仪通过直流电压传感器和直流电流传感器采集驱动电机控制器和发电机控制器的直流电压数据和直流电流数据，以及通过交流电压传感器和交流电流传感器采集驱动电机和发电机的交流电压数据和交流电流数据，并将直流电压数据、直流电流数据、交流电压数据、交流电流数据、和功率数据传送至所述测功机控制系统；

还包括加速踏板和制动踏板，所述加速踏板和制动踏板分别接入整车控制器；

所述整车控制器、驱动电机控制器、发动机控制器、和发电机控制器通过CAN总线连接，并连接至OBD诊断口；所述OBD诊断口与测功机控制系统通过通讯线和主控计算机相连。

本发明所述的PHEV台架系统中，所述发动机与发电机集成在一起并固定在支架上；

所述油耗仪通过油管与发动机相连，所述油耗仪通过通讯线与测功机控制系统连接；

所述排放分析仪通过CAN总线与测功机控制系统连接。

本发明所述的PHEV台架系统中，所述驱动电机包括前驱动电机和后驱动电机，所述驱动电机控制器则对应包括前驱动电机控制器和后驱动电机控制器；

所述测功机组包括两个前测功机和两个后测功机；

所述前驱动电机被固定于电机支架上，其通过离合器及齿轮传动机构与发动机总成相连，其双轴输出分别通过扭矩传感器连接两个前测功机；所述两个前测功机通过通讯线与测功机控制系统相连；

所述后驱动电机通过后级减速器与后轴相连，其双轴输出分别通过扭矩传感器连接两个后测功机；所述两个后测功机通过通讯线与测功机控制系统相连。

本发明所述的PHEV台架系统中，还包括电池模拟器；

所述前驱动电机控制器的交流端通过三相交流高压线与所述前驱动电机连接，在所述前驱动电机控制器的交流端的三相交流高压线上连接设置了第一交流电压传感器和第一交流电流传感器；

所述后驱动电机控制器的交流端通过三相交流高压线与所述后驱动电机连接，在所述后驱动电机控制器的交流端的三相交流高压线上连接设置了第二交流电压传感器和第二交流电流传感器；

所述发电机控制器的交流端通过三相交流高压线与所述发电机连接，在所述发电机控制器的交流端的三相交流高压线上连接设置了第三交流电压传感器和第三交流电流传感器；

所述前驱动电机控制器的直流端通过直流高压线与所述电池模拟器连接，在所述前驱动电机控制器的直流端的直流高压线上连接设置了第一直流电压传感器和第一直流电流传感器；

所述后驱动电机控制器的直流端通过直流高压线与所述电池模拟器连接，在所述后驱动电机控制器的直流端的直流高压线上连接设置了第二直流电压传感器和第二直流电流传感器；

所述发电机控制器的直流端通过直流高压线与电池模拟器连接，在所述发电机控制器的直流端的直流高压线上连接设置了第三直流电压传感器和第三直流电流传感器；

所述第一交流电压传感器、第一交流电流传感器、第二交流电压传感器、第二交流电流传感器、第三交流电压传感器、第三交流电流传感器、第一直流电压传感器、第一直流电流传感器、第二直流电压传感器、第二直流电流传感器、第三直流电压传感器、第三直流电流传感器分别与所述功率分析仪连接，所述功率分析仪通过通讯线与所述测功机控制系统相连。

本发明所述PHEV台架系统不仅可以进行元件测试及标定，还可以开展整车性能试验、控制器性能试验、控制算法验证试验，功能丰富，测试精度高。

附图说明

图1为本发明所述PHEV台架系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明所述的PHEV台架系统，包括测功机控制系统、功率分析仪、和主控计算机。其中，在测功机控制系统的控制软件中可以预先载入设定的工况文件，测功机控制系统通过CAN总线将工况曲线发送给主控计算机，操作人员根据计算机上显示的工况曲线，进行相应的加速、减速或者刹车操作，以达到模拟工况试验的目的。所述主控计算机具有快速试验的功能，可进行不同结构的整车试验，具有丰富的I/O接口和对外通讯功能，其可靠性高、通用性强。所述功率分析仪则用于效率试验、功率试验数据的采集分析。

还包括油耗仪和排放分析仪，所述油耗仪用于测量发动机的油耗，所述排放分析仪用于分析尾气排放。所述油耗仪和排放分析仪分别与发动机连接，并将采集到的油耗数据和排放数据传送至测功机控制系统。在实践中，所述发动机与发电机集成在一起并固定在支架上；所述油耗仪通过油管与发动机相连，所述油耗仪通过通讯线与测功机控制系统连接；所述排放分析仪通过CAN总线与测功机控制系统连接。由于使用了原车发动机，可以真实的测量发动机在整车环境下油耗及排放性能。

还包括测功机组，所述测功机组与驱动电机连接，并将采集到的扭矩数据传送至测功机控制系统。本实施例中，所述驱动电机包括前驱动电机和后驱动电机，驱动电机控制器则对应包括前驱动电机控制器和后驱动电机控制器。所述测功机组包括两个前测功机(即测功机1和测功机2)和两个后测功机(即测功机3和测功机4)。所述测功机组与测功机控制系统在本发明中作为负载模拟的主体，以发电模式的电机来模拟整车负载，控制方便直接，具有较大的功率、适当的转速和转矩范围，能够满足整车性能试验需求，可根据外部负荷命令输出转矩，响应快，精度高，且具有实时数据采集和分析功能。

所述前驱动电机被固定于电机支架上，其通过离合器及齿轮传动机构与发动机总成相连，其双轴输出分别通过扭矩传感器连接两个前测功机；所述两个前测功机通过通讯线与测功机控制系统相连。所述后驱动电机通过后级减速器与后轴相连，其双轴输出分别通过扭矩传感器连接两个后测功机；所述两个后测功机通过通讯线与测功机控制系统相连。

所述功率分析仪通过直流电压传感器和直流电流传感器采集驱动电机控制器和发电机控制器的直流电压数据和直流电流数据，以及通过交流电压传感器和交流电流传感器采集驱动电机和发电机的交流电压数据和交流电流数据，并将直流电压数据、直流电流数据、交流电压数据、交流电流数据、和功率数据传送至所述测功机控制系统。

具体而言，如图1所示，本发明所述的PHEV台架系统还包括电池模拟器，该电池模拟器能够模拟电池的充放电特性，可以对驱动电机控制器和发电机控制器进行供电，也可以吸收发电机发出的电能，相当于动力电池和电池管理单元的集成部件，能够协助其他各项测试。采用电池模拟器的优势在于能够非常有效地减少测试时间，提供重复性的测试结果、并创造一个安全的测试环境。

本发明中，所述前驱动电机控制器的交流端通过三相交流高压线与所述前驱动电机连接，在所述前驱动电机控制器的交流端的三相交流高压线上连接设置了第一交流电压传感器和第一交流电流传感器；

所述后驱动电机控制器的交流端通过三相交流高压线与所述后驱动电机连接，在所述后驱动电机控制器的交流端的三相交流高压线上连接设置了第二交流电压传感器和第二交流电流传感器；

所述发电机控制器的交流端通过三相交流高压线与所述发电机连接，在所述发电机控制器的交流端的三相交流高压线上连接设置了第三交流电压传感器和第三交流电流传感器；

所述前驱动电机控制器的直流端通过直流高压线与所述电池模拟器连接，在所述前驱动电机控制器的直流端的直流高压线上连接设置了第一直流电压传感器和第一直流电流传感器；

所述后驱动电机控制器的直流端通过直流高压线与所述电池模拟器连接，在所述后驱动电机控制器的直流端的直流高压线上连接设置了第二直流电压传感器和第二直流电流传感器；

所述发电机控制器的直流端通过直流高压线与电池模拟器连接，在所述发电机控制器的直流端的直流高压线上连接设置了第三直流电压传感器和第三直流电流传感器；

所述第一交流电压传感器、第一交流电流传感器、第二交流电压传感器、第二交流电流传感器、第三交流电压传感器、第三交流电流传感器、第一直流电压传感器、第一直流电流传感器、第二直流电压传感器、第二直流电流传感器、第三直流电压传感器、第三直流电流传感器分别与所述功率分析仪连接，所述功率分析仪通过通讯线与所述测功机控制系统相连。

此外，本发明所述的PHEV台架系统中，还包括加速踏板和制动踏板，用于将驾驶员的意图转换为电信号并发送至整车控制器，所述加速踏板和制动踏板分别接入整车控制器。

所述整车控制器、驱动电机控制器、发动机控制器、和发电机控制器通过CAN总线连接，并连接至OBD诊断口；所述OBD诊断口与测功机控制系统通过通讯线和主控计算机相连，各控制器可以进行信息传递和命令的发送、接收。

本发明中，采用原车发动机、发电机、前驱动电机、后驱动电机及齿轮传动装置作为动力输出模块，以电池模拟器代替动力电池来模拟电池充放电特性，所述测功机控制系统分别与测功机1～4连接，测功机1～4模拟整车负载，主控计算机是本发明PHEV台架系统的核心控制模块，可以与测功机控制系统及各控制器进行通讯。油耗仪和排放分析仪可以满足发动机的油耗及排放测试，功率分析仪可以测试分析电机效率及功率数据，制动踏板和加速踏板可以将驾驶员的驾驶意图转化为电信号传递给整车控制器，如此构成的PHEV台架系统，不仅可以进行元件测试及标定(发动机、电机、电池、其他部件特性测试)，还可以开展整车性能试验、控制器性能试验、控制算法验证试验等，不局限于单一总成测试，可以完整的分析混合动力总成在整车状态下的真实工况和电机、发动机、电池等部件的工作状态，功能丰富，测试精度高。

本发明所述的PHEV台架系统，在总成试验中，主要具有以下四种工作模式：

1、EV模式时，前后驱动电机处于电动模式，电池模拟器为驱动电机进行供电，电机转速对应车速，测功机的扭矩负载随车速变化；

2、串联模式时，发动机启动并带动发电机发电，发电机发出的电一部分用于驱动电机的驱动，一部分给电池模拟器供电，从而可以测量不同转速和不同扭矩指令下的发电功率；

3、并联模式时，当离合器两侧转速差处于允许范围时，离合器闭合，发动机和前后电机共同驱动；

4、制动模式时，电池模拟器停止给前后驱动电机供电，前后驱动电机进入发电模式，发出的电回馈给电池模拟器。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种PHEV台架系统，其特征在于，包括测功机控制系统、功率分析仪、和主控计算机；

还包括油耗仪和排放分析仪，所述油耗仪和排放分析仪分别与发动机连接，并将采集到的油耗数据和排放数据传送至测功机控制系统；

还包括测功机组，所述测功机组与驱动电机连接，并将采集到的扭矩数据传送至测功机控制系统；

所述功率分析仪通过直流电压传感器和直流电流传感器采集驱动电机控制器和发电机控制器的直流电压数据和直流电流数据，以及通过交流电压传感器和交流电流传感器采集驱动电机和发电机的交流电压数据和交流电流数据，并将直流电压数据、直流电流数据、交流电压数据、交流电流数据、和功率数据传送至所述测功机控制系统；

还包括加速踏板和制动踏板，所述加速踏板和制动踏板分别接入整车控制器；

所述整车控制器、驱动电机控制器、发动机控制器、和发电机控制器通过CAN总线连接，并连接至OBD诊断口；所述OBD诊断口与测功机控制系统通过通讯线和主控计算机相连。

2.如权利要求1所述的PHEV台架系统，其特征在于，所述发动机与发电机集成在一起并固定在支架上；

所述油耗仪通过油管与发动机相连，所述油耗仪通过通讯线与测功机控制系统连接；

所述排放分析仪通过CAN总线与测功机控制系统连接。

3.如权利要求1所述的PHEV台架系统，其特征在于，所述驱动电机包括前驱动电机和后驱动电机，所述驱动电机控制器则对应包括前驱动电机控制器和后驱动电机控制器；

所述测功机组包括两个前测功机和两个后测功机；

所述前驱动电机被固定于电机支架上，其通过离合器及齿轮传动机构与发动机总成相连，其双轴输出分别通过扭矩传感器连接两个前测功机；所述两个前测功机通过通讯线与测功机控制系统相连；

所述后驱动电机通过后级减速器与后轴相连，其双轴输出分别通过扭矩传感器连接两个后测功机；所述两个后测功机通过通讯线与测功机控制系统相连。

4.如权利要求1所述的PHEV台架系统，其特征在于，还包括电池模拟器；

所述前驱动电机控制器的交流端通过三相交流高压线与所述前驱动电机连接，在所述前驱动电机控制器的交流端的三相交流高压线上连接设置了第一交流电压传感器和第一交流电流传感器；

所述后驱动电机控制器的交流端通过三相交流高压线与所述后驱动电机连接，在所述后驱动电机控制器的交流端的三相交流高压线上连接设置了第二交流电压传感器和第二交流电流传感器；

所述发电机控制器的交流端通过三相交流高压线与所述发电机连接，在所述发电机控制器的交流端的三相交流高压线上连接设置了第三交流电压传感器和第三交流电流传感器；

所述前驱动电机控制器的直流端通过直流高压线与所述电池模拟器连接，在所述前驱动电机控制器的直流端的直流高压线上连接设置了第一直流电压传感器和第一直流电流传感器；

所述后驱动电机控制器的直流端通过直流高压线与所述电池模拟器连接，在所述后驱动电机控制器的直流端的直流高压线上连接设置了第二直流电压传感器和第二直流电流传感器；

所述发电机控制器的直流端通过直流高压线与电池模拟器连接，在所述发电机控制器的直流端的直流高压线上连接设置了第三直流电压传感器和第三直流电流传感器；

所述第一交流电压传感器、第一交流电流传感器、第二交流电压传感器、第二交流电流传感器、第三交流电压传感器、第三交流电流传感器、第一直流电压传感器、第一直流电流传感器、第二直流电压传感器、第二直流电流传感器、第三直流电压传感器、第三直流电流传感器分别与所述功率分析仪连接，所述功率分析仪通过通讯线与所述测功机控制系统相连。