CN206002666U - 一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台，包括电源系统、动力输出系统、数据采集控制系统、测功机系统；电源系统包括动力电池系统、电池充放电设备和能够模拟电池性能的直流输出电源；动力电池系统包括电池管理系统和电池系统；动力输出系统包括被测驱动电机和电机控制器；数据采集控制系统包括整车控制器、转速/转矩传感器、功率分析仪和工控机；测功机系统包括交流电力测功机；电源系统、电机控制器、整车控制器、功率分析仪、交流电力测功机均通过CAN总线将数据上传到工控机。本实用新型对动力电池系统和驱动电机系统同时进行测试，为系统研发提供了便利，能够提高纯电动汽车开发效率和开发水平，降低开发成本。

Description

一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台

技术领域

本实用新型属于汽车测试技术领域，尤其是涉及一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台。

背景技术

纯电动汽车具有高效、节能、终端零排放等特点，是解决当前能源危机、环境污染以及温室效应的重要途径。但电动汽车受电池能量密度和动力系统效率的限制，续驶里程短，充电时间长，制约了纯电动汽车的推广应用。针对电动汽车性能的测试评价工作，逐渐引起了大家的普遍关注。

作为电动汽车的关键零部件，动力电池系统和驱动电机系统的不同匹配方案，将极大的影响电动汽车整车的动力性、经济性、舒适性、平顺性和安全性。因此，合理设计和测评动力系统至关重要。目前行业内普遍采用整车及关键零部件分开测评方式，并出台了多项国家行业测试标准。然而，一方面，动力电池系统和驱动电机系统层级的单独测评，不能完全体现实车使用状态；另一方面，整车层级测评，其测试成本较高，并且延长了产品开发认证周期。基于以上原因，基于包括动力电池系统和驱动电机系统在内的动力系统的测试评价，是今后纯电动汽车研发的热点方向。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台，以提高纯电动汽车开发效率和开发水平，降低开发成本。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台，包括电源系统、动力输出系统、数据采集控制系统、测功机系统；

所述电源系统包括动力电池系统、电池充放电设备和能够模拟电池性能的直流输出电源；所述动力电池系统包括电池管理系统和电池系统；

所述动力输出系统包括被测驱动电机和电机控制器；

所述数据采集控制系统包括整车控制器、转速/转矩传感器、功率分析仪和工控机；

测功机系统包括交流电力测功机；

所述电源系统、电机控制器、整车控制器、功率分析仪、交流电力测功机均通过CAN总线将数据上传到工控机；

所述电机控制器电连接所述动力电池系统、驱动电机系统，所述驱动电机系统连接所述直流输出电源、转速/转矩传感器，所述转速/转矩传感器电连接所述功率分析仪，所述动力电池系统电连接所述电池充放电设备，所述交流电力测功机电连接所述驱动电机系统；

所述整车控制器电连接所述电池系统以及驱动电机系统。

进一步的，所述工控机通过Kvaser USB-to-CAN卡直接挂在总线上，控制电机控制器、测功机系统及电池充放电设备按照设定模式工作。

进一步的，所述工控机包括SQL数据库。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台具有以下优势：本实用新型对动力电池系统和驱动电机系统同时进行测试，基于实际的动力系统与负载系统进行实时仿真，为动力系统验证提供客观、有效的实验数据，更接近整车动力系统工作环境，为系统研发提供了便利，能够提高纯电动汽车开发效率和开发水平，降低开发成本。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台，包括电源系统、动力输出系统、数据采集控制系统、测功机系统；

所述电源系统包括动力电池系统、电池充放电设备和能够模拟电池性能的直流输出电源；所述动力电池系统包括电池管理系统和电池系统；

所述动力输出系统包括被测驱动电机和电机控制器；

所述数据采集控制系统包括整车控制器、转速/转矩传感器、功率分析仪和工控机；

测功机系统包括交流电力测功机；

所述电源系统、电机控制器、整车控制器、功率分析仪、交流电力测功机均通过CAN总线将数据上传到工控机；

所述电机控制器电连接所述动力电池系统、驱动电机系统，所述驱动电机系统连接所述直流输出电源、转速/转矩传感器，所述转速/转矩传感器电连接所述功率分析仪，所述动力电池系统电连接所述电池充放电设备，所述交流电力测功机电连接所述驱动电机系统；

所述整车控制器电连接所述电池系统以及驱动电机系统。

所述工控机通过Kvaser USB-to-CAN卡直接挂在总线上，控制电机控制器、测功机系统及电池充放电设备按照设定模式工作。

所述工控机包括SQL数据库。

本实用新型所述的试验平台主要由电源系统、动力输出系统、数据采集控制系统和测功机系统组成，

电源系统部分，包括动力电池系统、电池充放电设备和能够模拟电池性能的直流输出电源。其中，动力电池系统用于真实再现整车运行状态，对动力电池系统本征特性及系统输出特性进行测试研究工作；电池充放电设备主要用于对动力电池系统进行本征特性测试评价技术研究；大功率直流输出电源主要用于给驱动电机系统供电，从而研究其本征特性及系统输出特性。

动力输出系统部分，包括被测驱动电机系统和电机控制器，用于动力系统中驱动电机部分的测试研究，从而测试评价系统输出特性。

数据采集、控制系统部分，包括整车控制器、转速/转矩传感器、功率分析仪和工控机，主要采用CAN总线进行各设备间输入输出数据交互，从而进行各类相关控制参数的采集和控制。

测功机系统部分，主要包括交流电力测功机，测功机系统可按设定的规律对驱动电机施加阻力，模拟车辆加速及匀速行驶时的负载，也可按设定的规律对驱动电机提供动力，模拟车辆减速、下坡及刹车时车辆的惯性，从而保证被试驱动电机系统处于合适的工作状态。

工控机通过KvaserUSB-to-CAN卡直接挂在总线上，控制电机控制器、测功机系统及电池充放电设备等设备按照设定模式工作，同时完成试验台所有设备运行过程中的数据采集,并以数据或曲线的方式予以动态显示。

本实用新型利用电池管理系统、电池充放电设备采集电池系统的实时电压、实时电流、报警及故障信息、单体最高电压、单体最低电压、最高温度等信息，通过CAN总线传输到工控机中进行数据存储、处理以及保存；

利用电机控制器实时采集电机转速、电机转矩、驱动电机输入电压、输入电流及电机定子温度、报警及故障信息等，通过CAN总线传输到工控机中进行数据存储、处理以及保存；

利用整车控制器实时采集电池系统状态参数、电机系统状态参数、报警及故障信息等，通过CAN总线传输到工控机中进行数据存储、处理以及保存；

利用直流输出电源为驱动电机系统供电，同时将实时电压、电流、报警及故障信息，通过CAN总线传输到工控机中进行数据存储、处理以及保存；

利用功率分析仪测量直流母线电压电流、电机三相电压电流、电机输出转速、电机输出转矩、电机输出功率，通过CAN总线传输到工控机中进行数据存储、处理以及保存。

本实用新型所述的测试平台可以接收、显示、处理各子系统传送的参数变量，并根据各个子系统的工作情况，通过需要的控制策略向各子系统发出控制命令，以完成纯电动汽车动力系统的输出特性测试，并将需要的试验数据进行存储,为动力系统设计提供有价值的数据，以工控计算机为依托，将电机性能试验方法和整车控制策略集成于测试平台中，数据通信通过CAN总线和硬件接口来实现。

本实用新型所述的测试平台可以实现以下功能：

(1)数据处理。对于无法直接测量并且需要在线检测的物理量进行计算，如电机效率、输入输出功率和电池效率等。

(2)在线显示。通过数字形式实时显示系统的运行状态及相关参数值，并且可以绘制重要数据的波形图。

(3)数据存档。将试验过程中有用数据存入SQL数据库，用于保存数据，以便试验后对测试对象的分析，并可将试验测得的数据保存为Excel格式供离线数据分析之用。

本实用新型同时采用LabView软件对整个集成系统进行监控显示。通过CAN总线，监控界面可以获取试验台控制系统收到的变量参数、整车控制器的输入输出命令参数、动力电池包的实时参数信息和电机系统的工作信息等，并可以对所获取的信息进行对比分析，必要时参与保护控制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台，其特征在于：包括电源系统、动力输出系统、数据采集控制系统、测功机系统；

所述电源系统包括动力电池系统、电池充放电设备和能够模拟电池性能的直流输出电源；所述动力电池系统包括电池管理系统和电池系统；

所述动力输出系统包括被测驱动电机和电机控制器；

所述数据采集控制系统包括整车控制器、转速/转矩传感器、功率分析仪和工控机；

测功机系统包括交流电力测功机；

所述电源系统、电机控制器、整车控制器、功率分析仪、交流电力测功机均通过CAN总线将数据上传到工控机；

所述电机控制器电连接所述动力电池系统、驱动电机系统，所述驱动电机系统连接所述直流输出电源、转速/转矩传感器，所述转速/转矩传感器电连接所述功率分析仪，所述动力电池系统电连接所述电池充放电设备，所述交流电力测功机电连接所述驱动电机系统；

所述整车控制器电连接所述电池系统以及驱动电机系统。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台，其特征在于：所述工控机通过Kvaser USB-to-CAN卡直接挂在总线上，控制电机控制器、测功机系统及电池充放电设备按照设定模式工作。

3.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车动力系统输出特性测试平台，其特征在于：所述工控机包括SQL数据库。