CN203629834U - 一种汽车再生制动能量回收系统模拟试验台 - Google Patents

一种汽车再生制动能量回收系统模拟试验台 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种汽车再生制动能量回收系统模拟试验台,包括主控制模块、发动机、发动机控制器、电动机、电机控制器、第一动力合成装置、第二动力合成装置、两个飞轮、制动模拟模块和与电动机连接的蓄电池,发动机和电动机与第一动力合成装置的动力输入端连接,第一动力合成装置的动力输出端与第二动力合成装置的动力输入端通过电磁离合器连接,第二动力合成装置的动力输出端分别与两个飞轮连接,主控制模块与发动机控制器、电机控制器、制动模拟模块、蓄电池和离合器控制器电连接。与现有技术相比,通过加入发动机、设置两个飞轮储能元件、设置磁粉制动器等元件,使试验台能够模拟更多的电动汽车运行工况,从而使试验台的实用性得到提高。

Description

一种汽车再生制动能量回收系统模拟试验台
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种汽车再生制动能量回收系统模拟试验台。
背景技术
[0002] 当前,能源短缺与环境污染是世界各国面临的严峻问题。按照目前的使用速度,地球上的石油只能维持40年左右时间,也就是说以廉价的石油作为动力源的传统汽车将来必然被淘汰,于是世界各国都致力于电动汽车的研发、生产及普及。但动力电池比功率低、比能量小、一次充电续驶里程短成为电动汽车的瓶颈技术。为了提高电动汽车一次充电续驶里程,当前工程技术人员致力于电动汽车再生制动能量回收技术的研究。
[0003]目前,对电动汽车再生制动能量回收技术的研究实验还是实车实验为主,这造成了实验成本高、实验安全性低等不利因素的影响。虽然也有工程设计人员设计了一些再生制动试验台,但其结构过于简单,不能进行多种工况的电动汽车工况的模拟,使其应用受到限制。
实用新型内容
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是一种能够模拟多种工况的汽车再生制动能量回收系统模拟试验台。
[0005] 为了解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:一种汽车再生制动能量回收系统模拟试验台,包括主控制模块、发动机、发动机控制器、电动机、电机控制器、第一动力合成装置、第二动力合成装置、两个飞轮、制动模拟模块和与电动机连接的蓄电池,发动机和电动机与第一动力合成装置的动力输入端连接,第一动力合成装置的动力输出端与第二动力合成装置的动力输入端通过电磁离合器连接,第二动力合成装置的动力输出端分别与两个飞轮连接,主控制模块与发动机控制器、电机控制器、制动模拟模块、蓄电池和离合器控制器电连接。
[0006] 所述制动模拟模块包括滑线变阻器、张力控制器和磁粉制动器,张力控制器与滑线变阻器和所述主控制模块电连接,磁粉制动器设在张力控制器和所述飞轮之间。
[0007] 所述发动机和电动机与所述第一动力合成装置的动力输入端之间设有电磁离合器,电磁离合器与离合器控制器电连接。
[0008] 所述主控制模块为内置有数据采集与控制系统的PC机。
[0009] 本实用新型采用上述技术方案,与现有技术相比,通过加入发动机、设置两个飞轮储能元件、设置磁粉制动器等元件,使试验台能够模拟更多的电动汽车运行工况,从而使试验台的实用性得到提高。
附图说明
[0010] 图1为本实用新型试验台的原理示意图;
[0011] 上述图中的标记均为:1、第一磁粉制动器;2、第一飞轮;3、第二动力合成装置;4、第二飞轮;5、第二磁粉制动器;6、第一电磁离合器;7、第一动力合成装置;8、第一张力控制器;9、第一滑线变阻器;10、第二张力控制器;11、第二滑线变阻器;12、第二电磁离合器;13、发动机;14、第三电磁离合器;15、电动机;16、电机控制器;17、蓄电池;18、电池控制器;19、离合器控制器;20、主控制模块;21、发动机控制器。
具体实施方式
[0012] 如图1所示,本实用新型一种汽车再生制动能量回收系统模拟试验台,包括主控制模块20、发动机13、发动机控制器21、电动机15、电机控制器16、第一动力合成装置7、第二动力合成装置3、两个飞轮、制动模拟模块和与电动机15连接的蓄电池17,发动机13和电动机15与第一动力合成装置7的动力输入端连接,第一动力合成装置7的动力输出端与第二动力合成装置3的动力输入端通过第一电磁离合器6连接,第二动力合成装置3的动力输出端分别与两个飞轮连接,第一电磁离合器6受离合器控制器19控制进行分离和结合,主控制模块20与发动机控制器21、电机控制器16、制动模拟模块、蓄电池17和离合器控制器19电连接,以实现控制。
[0013] 具体地说,发动机13和电动机15的输出轴与第一动力合成装置7的动力输入端之间各设有一个电磁离合器,分别为第二电磁离合器12和第三电磁离合器14,第二电磁离合器12和第三电磁离合器14受离合器控制器19控制进行分离和结合,控制发动机13和电动机15的动力传递和中断。电机控制器16用来调节作用在电动机15电枢两端的平均电压,控制电动机15在制动与电动模式之间的转换,以此实现加减速。第一动力合成装置7和第二动力合成装置3为现有技术,主要依照差速器的原理,在实现差速的同时,第一动力合成装置7块可以实现混合动力驱动,第二动力合成装置3可以保证在左右制动力转速不一的情况将不同转矩通过其合成一个转矩送往电动机15,带动电动机15旋转产生电能。另外,在第二动力合成装置3的动力输出轴与飞轮之间还可以设置机械式无级变速器,该变速器其速比具有连续性,保证稳定性的同时可以控制速比调控不定车速达到一定速度范围,以保证电动机15的正常发电。
[0014] 制动模拟模块包括第一滑线变阻器9、第二滑行变阻器、第一张力控制器8、第二张力控制器10、第一磁粉制动器I和第二磁粉制动器5,第一张力控制器8与第一滑线变阻器9和主控制模块20电连接,第一磁粉制动器I设在第一张力控制器8和第一飞轮2之间,第二张力控制器10与第二滑线变阻器11和主控制模块20电连接,第二磁粉制动器5设在第二张力控制器10和第二飞轮4之间。实验人员可以转动第一滑线变阻器9和第二滑线变阻器11以模拟驾驶员制动信号,第一张力控制器8和第二张力控制器10用于将接收到的模拟制动信号发送至主控制模块20,并分别通过第一磁粉制动器I和第二磁粉制动器5对第一飞轮2和第二飞轮4施加制动力。
[0015] 主控制模块20为内置有数据采集与控制系统的PC机,PC机将接收的信号进行处理,并向外发动指令。
[0016] 如下为本试验台模拟的汽车运行工况。
[0017] 实施例1纯电动驱动工况再生制动能量回收的模拟:
[0018] 主控制模块20发送命定给离合器控制器19使其控制第一电磁离合器6、第三电磁离合器14闭合,同时使第二电磁离合器12断开;主控制模块20发送命定给电机控制器16使其控制电动机15转动,电动机15通过第二动力合成装置3驱动第一动力合成装置7,第一动力合成装置7驱动第一飞轮2与第二飞轮4转动,以模拟汽车的纯电动驱动工况;实验人员转动第一滑线变阻器9、第二滑线变阻器11以模拟驾驶员制动信号;在第一张力控制器8与第二张力控制器10接收到模拟的驾驶员制动信号后,第一张力控制器8与第二张力控制器10将停止驱动命定发送给主控制模块20,主控制模块20发送命定给电机控制器16使电动机15转入充电模式,同时,第一张力控制器8与第二张力控制器10根据模拟的驾驶员制动信号及预先设置控制算法进行运算后发送命定给第一磁粉制动器I和第二磁粉制动器5控制第一磁粉制动器I和第二磁粉制动器5的制动转矩来模拟实验电动汽车的机械制动效果;电池控制器18将采集到的蓄电池17上的充电电流与电压发送给主控制模块20,以存储实验数据。
[0019] 实施例2发动机13单独驱动工况再生制动能量回收的模拟:
[0020] 主控制模块20发送命定给离合器控制器19使其控制第一电磁离合器6、第二电磁离合器12闭合,同时使第三电磁离合器14断开;主控制模块20发送命定给发动机控制器21使其控制发动机13转动,发动机13通过第二动力合成装置3驱动第一动力合成装置7,第一动力合成装置7驱动第一飞轮2与第二飞轮4转动,以模拟发动机13单独驱动工况;实验人员转动第一滑线变阻器9、第二滑线变阻器11以模拟驾驶员制动信号;在第一张力控制器8与第二张力控制器10接收到模拟的驾驶员制动信号后,第一张力控制器8与第二张力控制器10将停止驱动命定发送给主控制模块20,主控制模块20发送命定给发动机控制器21使发动机13停止转动,同时,主控制模块20发送命定给离合器控制器19使其控制第一电磁离合器6、第三电磁离合器14闭合,同时使第二电磁离合器12断开,同时,主控制模块20发送命定给电机控制器16使电动机15转入充电模式,同时,第一张力控制器8与第二张力控制器10根据模拟的驾驶员制动信号及预先设置控制算法进行运算后发送命定给第一磁粉制动器I和第二磁粉制动器5控制第一磁粉制动器I和第二磁粉制动器5的制动转矩来模拟实验电动汽车的机械制动效果;电池控制器18将采集到的蓄电池17上的充电电流与电压发送给主控制模块20,以存储实验数据。
[0021] 实施例3混合驱动工况再生制动能量回收的模拟:
[0022] 主控制模块20发送命定给离合器控制器19使其控制第一电磁离合器6、第二电磁离合器12、第三电磁离合器14闭合;主控制模块20发送命定给发动机控制器21使其控制发动机13转动,同时,主控制模块20发送命定给电机控制器16使其控制电动机15转动,发动机13和电动机15同时工作,通过第二动力合成装置3驱动第一动力合成装置7,第一动力合成装置7驱动第一飞轮2与第二飞轮4转动,以模拟混合驱动工况;实验人员转动第一滑线变阻器9、第二滑线变阻器11以模拟驾驶员制动信号;在第一张力控制器8与第二张力控制器10接收到模拟的驾驶员制动信号后,第一张力控制器8与第二张力控制器10将停止驱动命定发送给主控制模块20,主控制模块20发送命定给发动机控制器21和电机控制器16使发动机13和电动机15停止转动,同时,主控制模块20发送命定给离合器控制器19使其控制第一电磁离合器6、第三电磁离合器14继续闭合,同时使第二电磁离合器12断开,同时,主控制模块20发送命定给电机控制器16使电动机15转入充电模式,同时,第一张力控制器8与第二张力控制器10根据模拟的驾驶员制动信号及预先设置控制算法进行运算后发送命定给第一磁粉制动器I和第二磁粉制动器5控制第一磁粉制动器I和第二磁粉制动器5的制动转矩来模拟实验电动汽车的机械制动效果;电池控制器18将采集到的蓄电池17上的充电电流与电压发送给主控制模块20,以存储实验数据。
[0023] 实施例4停车充电工况的模拟:
[0024] 主控制模块20发送命定给离合器控制器19使其控制第二电磁离合器12、第三电磁离合器14闭合,同时使第一电磁离合器6断开;主控制模块20发送命定给发动机控制器21使其控制发动机13转动,同时,主控制模块20发送命定给电机控制器16使电动机15转入充电模式,以模拟停车充电工况,电池控制器18将采集到的蓄电池17上的充电电流与电压发送给主控制模块20,以存储实验数据。
[0025] 上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述,显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种汽车再生制动能量回收系统模拟试验台,其特征在于:包括主控制模块、发动机、发动机控制器、电动机、电机控制器、第一动力合成装置、第二动力合成装置、两个飞轮、制动模拟模块和与电动机连接的蓄电池,发动机和电动机与第一动力合成装置的动力输入端连接,第一动力合成装置的动力输出端与第二动力合成装置的动力输入端通过电磁离合器连接,第二动力合成装置的动力输出端分别与两个飞轮连接,主控制模块与发动机控制器、电机控制器、制动模拟模块、蓄电池和离合器控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的汽车再生制动能量回收系统模拟试验台,其特征在于:所述制动模拟模块包括滑线变阻器、张力控制器和磁粉制动器,张力控制器与滑线变阻器和所述主控制模块电连接,磁粉制动器设在张力控制器和所述飞轮之间。
3.根据权利要求1或2所述的汽车再生制动能量回收系统模拟试验台,其特征在于:所述发动机和电动机与所述第一动力合成装置的动力输入端之间设有电磁离合器,电磁离合器与离合器控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的汽车再生制动能量回收系统模拟试验台,其特征在于:所述主控制模块为内置有数据采集与控制系统的PC机。
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