CN109470958A

CN109470958A - 一种amt自动变速器动力传动系统总成测试试验平台

Info

Publication number: CN109470958A
Application number: CN201811350016.XA
Authority: CN
Inventors: 毛征宇; 刘斌; 蔡志华; 席守军
Original assignee: Hunan University of Science and Technology
Current assignee: Hunan University of Science and Technology
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2019-03-15

Abstract

本发明公开了一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，包括电源系统、驱动电机系统、传动系统、测功系统和数据采集控制系统，其中所述的电源系统包括动力电池包和实验电源，动力电池包或实验电源通过电力线与电池管理系统相连接，然后通过信号转换器A将通讯方式转化为CAN总通信；所述的驱动电机系统包括电机，本发明开发出具有先进性、系列化、高性能电动汽车，建立完善的纯电动车整车开发流程，提出电动汽车搭载AMT变速器的解决方案；这也缩短整车试验和标定的周期，降低电动汽车研制的风险和成本。

Description

一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台

技术领域

本发明涉及一种试验平台，具体是一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台。

背景技术

纯电动汽车具有高效、节能、终端零排放等特点，是解决能源危机和环境污染的重要途径。但纯电动车受电池能量密度和驱动系统效率的限制，续航里程短，充电时间长，制约了纯电动车的推广应用。因此，对动力传动系统总成系统关键部位进行选型和匹配，并选取合适的换挡和控制策略，能够提高驱动系统的效率，有效的延长纯电动车的续航里程，这将在以后汽车性能的开发上占据重要地位。

专利号为CN106769105.A的中国发明专利公开一种电动汽车动力系统及控制器综合实验及方法，集成了交流测功机、电池模拟/测试仪和平台监控系统；集成了驱动电机及控制器、动力电池及管理系统、温度湿度控制箱、水冷循环机、功率分析仪、扭矩法兰、电流传感器、数据采集系统等设备和仪器；集成了控制器快速控制原型系统和CAN通讯监控等设备。该平台能够实现电动汽车动力部件及其控制器，以及纯电动、混合动力等多种机构型的动力系统的测试。但该发明未采用AMT变速器，以及在集成方面都是采用的分部集成(驱动电机及控制器集成、动力电池及电池管理系统集成等)，这样对提高纯电动车的整体性能和控制协调方面存在不足。

专利号CN201724815.U的中国实用新型专利公开AMT自动变速器及动力传动系统试验平台，包括试验台地平铁、以及分别固定于试验台地平铁上表面的驱动电机和负载机；还包括离合器、AMT变速器、以及安装在离合器与AMT变速器之间的离合器执行机构。但是该试验新型只单方面的解决了现有汽车变速器及动力传动系统试验台无法测试考核AMT变速器的电子通信能力的问题，未考虑驱动系统的性能、电池特性和控制系统的集成控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，包括电源系统、驱动电机系统、传动系统、测功系统和数据采集控制系统，其中所述的电源系统包括动力电池包和实验电源，动力电池包或实验电源通过电力线与电池管理系统相连接，然后通过信号转换器A将通讯方式转化为CAN总通信；所述的驱动电机系统包括电机，电机通过电力线与电机控制器相连，电机控制器通过直流母线与动力电池包相连；所述的传动系统包括AMT变速器，AMT变速器通过电力线与变速器TCU相连接，变速器TCU直接与CAN总线相连；所述的测功系统包括测功机，测功机通过电力线与测功机控制系统相连，然后通过信号转换器E将通讯方式转化为CAN总通信；通过CAN通讯来接收工控机的控制信号，并控制测功机的转速和扭矩，通过AMT变速器与电机同轴连接，并利用转速/扭矩传感器B测量电机的扭矩和转速并将信号发送给工控机；所述的数据采集控制系统包括工控机和信号转换器D，数据采集控制系统通过信号转换器D将通讯方式转化为CAN总通信，构成了数据采集控制系统，然后通过工控机作为一个CAN节点实现对数据的集中采集以及系统控制。

作为本发明的进一步技术方案：所述电机上还连接有温度传感器，温度传感器还连接温度测量仪。

作为本发明的进一步技术方案：所述转速/扭矩传感器B上还连接有转速/扭矩测量仪。

作为本发明的进一步技术方案：所述数据采集控制系统的内部还设有整车控制器。

作为本发明的进一步技术方案：所述数据采集控制系统具体采集信息的对象包括电池管理系统、测温模块、电机控制器、转速/转矩传感器A、转速/转矩传感器B、测功控制系统、实验电源、整车控制器、模拟量输入模块和变速箱TCU。

作为本发明的进一步技术方案：所述利用工控机发出控制和接收反馈信号，实现试验台的总成控制，可以加载不同型号的AMT变速器和不同车型的动力系统及道路工况；通过测功系统来模拟道路工况；测功机接收工况机的控制信号，并控制测功机的转速和扭矩，通过AMT变速箱与电机同轴连接，并通过转速/转矩传感器测量AMT变速箱和电机转速/扭矩信号发送数据采集控制系统，采集电池管理系统、测温模块、电机控制器、转速/转矩传感器、测功控制系统、实验电源、整车控制器、模拟量输入模块和变速箱TCU的数据信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明开发出具有先进性、系列化、高性能电动汽车，建立完善的纯电动车整车开发流程，提出电动汽车搭载AMT变速器的解决方案；这也缩短整车试验和标定的周期，降低电动汽车研制的风险和成本。

附图说明

图1为本发明的整体方框图。

图2为AMT换挡控制工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1-2：请参阅图1，一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，由机械部分和控制部分组成。试验平台的机械部分由测功机、转速/扭矩传感器、驱动电机、AMT变速器、动力电池或实验电源和惯性飞轮组组成；试验平台控制部分由工控机，测功机控制系统、电机控制器、转速/转矩测量仪、温度测量仪、整车控制器和电池管理系统组成，其中：动力电池或实验电源，与驱动电机之间通过电线连接；驱动电机，与AMT变速器之间通过传动轴连接，驱动电机的输出轴与AMT变速器之间安装有转速/转矩传感器A；AMT变速箱，与测功机之间通过传动轴连接，AMT变速箱和测功机之间安装有转速/转矩传感器B；测功机，与惯性飞轮组之间通过传动轴连接；驱动电机，通过电力线与电机控制器相连，电机控制器通过直流母线与动力电池或实验电源相连；电机控制器，与工控机相连，通过CAN通讯将电机控制器的输入输出电压、输入输出电流、电机转矩、电机和控制器的温度参数，传至工控机；动力电池，分别与电机控制器和电池管理系统相连；电源管理系统，与工控机相连，通过CAN通讯将动力电池的电压、电流及SOC值等参数，传至工控机；实验电源，分别与电机控制器和信号转换器A相连；信号转换器A与工控机相连，通过CAN通讯将电源电压和电流参数，传至工控机；AMT变速箱，通过电力线与变速器TCU相连；变速器TCU，与工控机和相连，通过CAN通讯将AMT变速器转矩/转速，传至工控机；测功机，通过电力线与测功机控制系统相连，测功系统通过直流母线与电源直接相连；测功机控制系统，与工控机相连，通过CAN通讯接收工控机的控制信号，并控制测功机的转速和转矩，通过传动轴、AMT变速器与电机同轴连接，并通过转速/转矩传感器B将测量信号传送给工控机；惯性飞轮组，通过测功机、传动轴、AMT变速器和电机同轴连接；电池管理系统，通过模拟和数字输出输入接口与驱动电机相连，实现对动力电池组的充放电与均衡控制；整车控制器，通过CAN通讯接收各部件的控制信息和协调管理车上各部件等信息；电机控制器，具有预充电盒，同时并联蓄电池，以防止控制器漏电。

电源系统内部的实验电源或动力电池包通过电力线与电池管理系统相连接，然后通过信号转换器将通讯方式转化为CAN总通信；通过CAN通讯来发送控制和接收反馈信号，可对电源运行时电压、电流等参数进行实时监控。所述的驱动电机系统，电机通过电力线与电机控制器相连，电机控制器通过直流母线与实验电源或动力电池包相连；所述的电机控制器通过CAN通讯将电机控制器的输入输出电压、输入输出电流、电机转速及转向、电机转矩、电机和控制器温度等参数，传到工控机；所述的传动系统，AMT变速箱通过电力线与变速箱TCU相连接，变速箱TCU直接与CAN总线相连；所述的变速箱TCU通过CAN通讯来将AMT变速器的档位等参数，传到工控机；所述的测功系统，测功机通过电力线与测功机控制系统相连，然后通过信号转换器将通讯方式转化为CAN总通信；通过CAN通讯来接收工控机的控制信号，并控制测功机的转速和扭矩，通过AMT变速器与电机同轴连接，并利用转速/扭矩传感器测量电机的扭矩和转速并将信号发送给工控机；所述的数据采集控制系统，试验台各设备采用的通讯方式不统一，通过信号转换器将通讯方式转化为CAN总通信，构成了数据采集控制系统，然后通过中心控制平台工控机作为一个CAN节点实现对数据的集中采集以及系统控制。动力电池组，与电池管理系统相连。实验电源，通过信号转换器将通讯方式转化为CAN通信，与CAN总通信相连。电池管理系统，与计算机相连，计算机接收电池管理系统传送来动力电池的参数信息，并在界面上实时显示和记录测试数据。实验电源，通过对输出电压、输出电流等参数设定，对电机性能及控制系统测试，制动能量回收实验等多种实验。动力电池，通过动力电池的电池特性，可进行电池性能测试、电池管理系统试验、电动汽车能耗和续航里程等试验。

实施例2，在实施例1的基础上，数据采集控制系统，具体采集信息包括电池管理系统、测温模块、电机控制器、转速/转矩传感器A、测功控制系统、实验电源、整车控制器、模拟量输入模块和变速箱TCU，其中，所述的电池管理系统，通过CAN通信与工控机相连，反馈电池组电压/电流/荷电状态(SOC)和电池状态信息；测温模块，温度传感器通过电力线与温度测量仪相连，然后通过信号转换器将通讯方式转化为CAN通信，CAN通信与工控机相连，实现对电机的温度信息的数据采集；电机控制器，通过CAN通信与工控机相连，实现对电机及控制器报警和故障信息、控制输出功率/电机状态和启动/停止/转速及转矩控制命令的数据采集；转速/转矩传感器A，转速/转矩传感器A通过电力线与转速/转矩测量仪相连，然后通过信号转换器将通讯方式转化为CAN通信，CAN通信与工控机相连，实现对电机的输出转速/转矩和AMT变速箱的输出转速/转矩的数据采集。测功机控制系统，通过CAN通信与工控机相连，实现对加载电流/测功机的工作模式、测功机报警及故障信息和启动/停止转速及转矩控制命令的数据采集及系统的控制；实验电源，通过信号转换器将通讯方式转化为CAN通信，CAN通信与工控机相连，实现对启动/停止及设定电源命令和实时电压/转速报警及故障信息的数据采集；整车控制器，通过CAN通信与电机相连，实现对电机转速参数和转矩参数的数据采集；模拟量输入模块，通过信号转换器将通讯方式转化为CAN通信，CAN通信与驱动电机相连，实现对驱动电机输入电流和输入电压的数据采集；变速箱TCU，通过CAN通信与工控机相连，实现对AMT变速器的传动比进行数据采集及系统控制。利用工控机发出控制和接收反馈信号，实现试验台的总成控制，可以加载不同型号的AMT变速器和不同车型的动力系统及道路工况；通过测功系统来模拟道路工况；测功机接收工况机的控制信号，并控制测功机的转速和扭矩，通过AMT变速箱与电机同轴连接，并通过转速/转矩传感器B测量AMT变速箱和电机转速/扭矩信号发送数据采集控制系统，采集电池管理系统、测温模块、电机控制器、转速/转矩传感器A、测功控制系统、实验电源、整车控制器、模拟量输入模块和变速箱TCU的数据信息。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，包括电源系统、驱动电机系统、传动系统、测功系统和数据采集控制系统，其特征在于，其中所述的电源系统包括动力电池包和实验电源，动力电池包或实验电源通过电力线与电池管理系统相连接，所述的驱动电机系统包括电机，电机通过电力线与电机控制器相连，电机控制器通过直流母线与动力电池包相连；所述的传动系统包括AMT变速器，AMT变速器通过电力线与变速器TCU相连接，变速器TCU直接与CAN总线相连；所述的测功系统包括测功机，测功机通过电力线与测功机控制系统相连，并控制测功机的转速和扭矩，通过AMT变速器与电机同轴连接，所述的数据采集控制系统包括工控机和信号转换器D。

2.根据权利要求1所述的一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，其特征在于，所述电机上还连接有温度传感器，温度传感器还连接温度测量仪。

3.根据权利要求1所述的一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，其特征在于，所述转速/扭矩传感器B上还连接有转速/扭矩测量仪。

4.根据权利要求1所述的一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，其特征在于，所述数据采集控制系统的内部还设有整车控制器。

5.根据权利要求1所述的一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，其特征在于，所述数据采集控制系统具体采集信息的对象包括电池管理系统、测温模块、电机控制器、转速/转矩传感器A、转速/转矩传感器B、测功控制系统、实验电源、整车控制器、模拟量输入模块和变速箱TCU。

6.根据权利要求5所述的一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，其特征在于，所述电池管理系统，通过CAN通信与工控机相连，反馈电池组电压/电流/荷电状态和电池状态信息，所述的测温模块，温度传感器通过电力线与温度测量仪相连，然后通过信号转换器B将通讯方式转化为CAN通信，CAN通信与工控机相连，实现对电机的温度信息的数据采集，所述的电机控制器，通过CAN通信与工控机相连，实现对电机及控制器报警和故障信息、控制输出功率/电机状态和启动/停止/转速及转矩控制命令的数据采集；所述的转速/转矩传感器A，转速/转矩传感器A通过电力线与转速/转矩测量仪相连，然后通过信号转换器将通讯方式转化为CAN通信，CAN通信与工控机相连，实现对电机的输出转速/转矩和AMT变速箱的输出转速/转矩的数据采集，所述的测功机控制系统，通过CAN通信与工控机相连，实现对加载电流/测功机的工作模式、测功机报警及故障信息和启动/停止转速及转矩控制命令的数据采集及系统的控制；所述的实验电源，通过信号转换器A将通讯方式转化为CAN通信，CAN通信与工控机相连，实现对启动/停止及设定电源命令和实时电压/转速报警及故障信息的数据采集；所述的整车控制器，通过CAN通信与电机相连，实现对电机转速参数和转矩参数的数据采集；所述的模拟量输入模块，通过信号转换器将通讯方式转化为CAN通信，CAN通信与驱动电机相连，实现对驱动电机输入电流和输入电压的数据采集；所述的变速箱TCU，通过CAN通信与工控机相连，实现对AMT变速器的传动比进行数据采集及系统控制。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种AMT自动变速器动力传动系统总成测试试验平台，其特征在于，所述利用工控机发出控制和接收反馈信号，实现试验台的总成控制，加载不同型号的AMT变速器和不同车型的动力系统及道路工况；通过测功系统来模拟道路工况；测功机接收工况机的控制信号，并控制测功机的转速和扭矩，通过AMT变速箱与电机同轴连接，并通过转速/转矩传感器A测量AMT变速箱和电机转速/扭矩信号发送数据采集控制系统，采集电池管理系统、测温模块、电机控制器、转速/转矩传感器A、测功控制系统、实验电源、整车控制器、模拟量输入模块和变速箱TCU的数据信息。