CN201540201U - 一种混合动力系统台架试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种混合动力系统台架试验装置，属于多能源动力系统台架试验机构。它解决了现有的台架试验装置台架系统转速稳定性不太好，试验循环可重复性差的缺点。本混合动力系统台架试验装置，包括多能源动力总成控制系统、测功机、动力模块以及用于控制动力模块工作状况的控制器模块，动力模块输出端通过一根传动轴与测功机连接，测功机与多能源动力总成控制系统之间联接有测功机数据采集模块，多能源动力总成控制系统、控制器模块和动力模块依次串接。本混合动力系统台架试验装置具有结构简单，易于实现，稳定性好的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于多能源动力系统台架试验机构，特别涉及一种混合动力系统台架试验装置。
背景技术
混合动力汽车因其兼有电动车的低排放优点与内燃汽车的高能量比优点而越来越受到关注，成为各个汽车生产厂家竞相研发的新型车辆之一。
由于混合动力汽车中至少包括两个动力源，并且具有多种不同的运行模式，在传统汽车上，因为只有一个发动机为动力源，不涉及到多能源的动力分配问题。而在混合动力汽车中，又增加了一条电驱动线路。由于混合动力多能源总成试验的特殊性，以往发动机与测功机连接的台架试验方案已不能满足试验的要求，传统的发动机试验台架已不能满足多能源动力系统调试和检测的要求。
为此，现阶段各个整车厂都出现了不同类型的混合动力台架结构，但大多存在台架系统转速稳定性不太好，试验循环可重复性差的缺点。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的试验台架所存在的上述问题，而提出了一种可实现闭环自动控制的混合动力系统台架试验装置。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的台架试验装置包括多能源动力总成控制系统、测功机、动力模块以及用于控制动力模块工作状况的控制器模块，所述的动力模块输出端通过一根传动轴与测功机连接，测功机与多能源动力总成控制系统之间联接有测功机数据采集模块，多能源动力总成控制系统、控制器模块和动力模块依次串接。
测功机数据采集模块用于采集测功机的转矩、转速和测试环境数据，实时采集测功机数据并反馈到多能源动力总成控制系统，多能源动力总成控制系统根据计算得到的测功机理论转矩发出控制信号给控制器模块，由控制器模块控制动力模块的工作状况以达到修正测功机实际转矩的目的。测功机的功能是为元件试验、标定以及整车试验提供必要的负载，另外，它还可以根据需求增加相应的测量分析设备和传感器用于试验平台数据的采集和监测。
在上述的一种混合动力系统台架试验装置中，所述的动力模块包括发动机、ISG及动力电池等构成的能量输入部分以及由驱动电机构成的动力输出部分，发动机与ISG机械连接，动力电池与ISG及驱动电机电气连接，上述的控制器模块包括发动机控制器、ISG控制器、驱动电机控制器和和电池管理系统，分别用于控制或管理上述的发动机、ISG、驱动电机和动力电池。
当本混合动力系统台架试验装置用于试验串联式混合动力系统时，动力电池供电给ISG启动发动机，发动机启动后带动ISG发电给动力电池充电，动力电池经过驱动电机控制器后供给驱动电机电能。
在上述的一种混合动力系统台架试验装置中，所述的驱动电机与测功机之间的传动轴上设有飞轮组。飞轮组是惯量模拟模块，惯量模拟模块的功能是模拟整车惯量。由于台架系统惯量较小，很小的转矩会引起台架系统转速的较大波动，加装飞轮组有利于保持台架系统转速的相对稳定性。
在上述的一种混合动力系统台架试验装置中，所述的飞轮组和测功机之间的传动轴上设有减速器。减速器的功能是降速增扭。 在上述的一种混合动力系统台架试验装置中，所述的发动机和ISG为一体式刚性连接。
在上述的一种混合动力系统台架试验装置中，所述的多能源动力总成控制系统采用SPACE的AutoBox，它包括联接在一起的主控制模块和数据采集模块，数据采集模块与上述的控制器模块之间通过CAN总线进行联接。数据采集模块用于采集模拟量、数字量和CAN总线传输的数据。
在上述的一种混合动力系统台架试验装置中，所述的多能源动力总成控制系统采用SPACE的MicroAutoBox，它包括联接在一起的主控制模块和数据采集模块，数据采集模块与上述的控制器模块之间通过CAN总线进行联接。
在上述的一种混合动力系统台架试验装置中，所述的主控制模块还包括工况循环子模块。该模块的功能是保证在台架上实现特定的工况循环，进行整车性能试验。
在上述的一种混合动力系统台架试验装置中，所述的数据采集模块上还连接有驾驶员输入模块，驾驶员输入模块由钥匙门、加速踏板、制动踏板组成。数据采集模块实时接收加速踏板信号和制动踏板信号等司机驾驶意图，并将这些信号传输给主控制模块进行处理，由主控制模块对制动转矩和驱动系统输出的转矩进行控制。
在上述的一种混合动力系统台架试验装置中，所述的发动机上连接有用于测量发动机油耗的油耗仪。
与现有技术相比，本混合动力系统台架试验装置通过发动机及ISG组成的发电机组系统、驱动电机、飞轮组、主控制模块、测功机数据采集模块等最终实现闭环自动控制的混合动力台架装置，只需要输入一个循环即可完成整个闭环自动控制，具有结构简单，易于实现，稳定性好的优点。
附图说明
图1是本混合动力系统台架试验装置对串联式混合动力系统进行试验的结构方案示意图。
图中，1、多能源动力总成控制系统；1a、主控制模块；1b、数据采集模块；2、测功机；3-1、发动机；3-2、ISG；3-3、动力电池；3-4、驱动电机；4、控制器模块；4-1、发动机控制器；4-2、ISG控制器；4-3、驱动电机控制器；4-4、电池管理系统；5、测功机数据采集模块；6、传动轴；7、油耗仪；8、CAN总线；9、驾驶员输入模块；9a、钥匙门；9b、加速踏板；9c、制动踏板；10、飞轮组；11、减速器。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示，本混合动力系统台架试验装置包括多能源动力总成控制系统1、测功机2、动力模块以及用于控制动力模块工作状况的控制器模块4，测功机2与多能源动力总成控制系统1之间联接有测功机数据采集模块5，测功机数据采集模块5可以根据需求增加相应的测量分析设备和传感器用于试验平台数据的采集和监测。
在对串联式混合动力系统进行试验时，动力模块由发动机3-1、ISG3-2、动力电池3-3和驱动电机3-4组成，其中发动机3-1、ISG3-2及动力电池3-3等构成了能量输入部分，而驱动电机3-4构成了动力输出部分，驱动电机3-4通过一根传动轴6与测功机2连接。而相应的控制器模块4由发动机控制器4-1、ISG控制器4-2、驱动电机控制器4-3和电池管理系统4-4组成，分别用于控制或管理上述的发动机3-1、ISG3-2、驱动电机3-4和动力电池3-3。发动机3-1上连接有用于测量发动机3-1油耗的油耗仪7。
多能源动力总成控制系统1包括联接在一起的主控制模块1a和数据采集模块1b，数据采集模块1b与上述的各个控制器之间通过CAN总线8进行联接。主控制模块1a还包括工况循环子模块，该模块的功能是保证在台架上实现特定的工况循环，进行整车性能试验。本实施例中，多能源动力总成控制系统1采用SPACE的AutoBox或MicroAutoBox。发动机3-1与ISG3-2一体式刚性连接，动力电池3-3联接在ISG3-2和数据采集模块1b之间。
动力电池供电给ISG启动发动机，发动机3-1启动后带动ISG3-2发电给动力电池3-3充电，动力电池3-3经过驱动电机控制器4-3后供给驱动电机3-4电能，驱动电机3-4得电后工作带动传动轴6转动。驱动电机3-4与测功机2之间的传动轴6上依次设有飞轮组10和减速器11，分别用来模拟整车惯量和降速增扭。
测功机2在减速器11带动下开始工作，此时测功机数据采集模块5开始实时采集测功机2的转矩、转速和测试环境等数据，并将这些数据反馈到数据采集模块1b，而主控制模块1a将计算得到的测功机2理论转矩与数据采集模块1b得到的数据进行比较，当这两个数据存在差异时发出控制信号给各个控制器，由各控制器调整相应的发动机3-1、ISG3-2和驱动电机3-4的工作状况以达到修正测功机2实际转矩的目的。
数据采集模块1b上还连接有驾驶员输入模块9，驾驶员输入模块9由钥匙门9a、加速踏板9b、制动踏板9c组成。数据采集模块1b实时接收加速踏板信号和制动踏板信号等司机驾驶意图，并将这些信号转化成电信号传输给数据采集模块1b，并由主控制模块1a进行处理，由主控制模块1a对制动转矩和驱动系统输出的转矩进行控制。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的台架试验装置包括多能源动力总成控制系统(1)、测功机(2)、动力模块以及用于控制动力模块工作状况的控制器模块(4)，所述的动力模块输出端通过一根传动轴(6)与测功机(2)连接，测功机(2)与多能源动力总成控制系统(1)之间联接有测功机数据采集模块(5)，多能源动力总成控制系统(1)、控制器模块(4)和动力模块依次串接。
2.根据权利要求1所述的混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的动力模块包括由发动机(3-1)、ISG(3-2)及动力电池(3-3)构成的能量输入部分以及由驱动电机(3-4)构成的动力输出部分，发动机(3-1)与ISG(3-2)机械连接，动力电池(3-3)与ISG(3-2)及驱动电机(3-4)电气连接，上述的控制器模块(4)包括发动机控制器(4-1)、ISG控制器(4-2)、驱动电机控制器(4-3)和电池管理系统(4-4)，分别用于控制或管理上述的发动机(3-1)、ISG(3-2)、驱动电机(3-4)和动力电池(3-3)。
3.根据权利要求2所述的混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的驱动电机(3-4)与测功机(2)之间的传动轴(6)上设有飞轮组(10)。
4.根据权利要求3所述的混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的飞轮组(10)和测功机(2)之间的传动轴(6)上设有减速器(11)。
5.根据权利要求2或3或4所述的混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的发动机(3-1)和ISG(3-2)为一体式刚性连接。
6.根据权利要求1所述的混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的多能源动力总成控制系统(1)采用SPACE的AutoBox，它包括联接在一起的主控制模块(1a)和数据采集模块(1b)，数据采集模块(1b)与上述的控制器模块(4)之间通过CAN总线(8)进行联接。
7.根据权利要求1所述的混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的多能源动力总成控制系统(1)采用SPACE的MicroAutoBox，它包括联接在一起的主控制模块(1a)和数据采集模块(1b)，数据采集模块(1b)与上述的控制器模块(4)之间通过CAN总线(8)进行联接。
8.根据权利要求6或7所述的混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的主控制模块(1a)还包括工况循环子模块。
9.根据权利要求6或7所述的混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的数据采集模块(1b)上还连接有驾驶员输入模块(9)，驾驶员输入模块(9)由钥匙门(9a)、加速踏板(9b)、制动踏板(9c)组成。
10.根据权利要求2或3或4所述的混合动力系统台架试验装置，其特征在于，所述的发动机(3-1)上连接有用于测量发动机(3-1)油耗的油耗仪(7)。
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