CN206074262U - 一种仿真实验台架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种仿真实验台架，用于纯电动汽车的性能参数检测，所述仿真实验台架包括机柜和连接在机柜上的显示板；所述机柜中包括动力锂电池组，电池管理系统，车载充电机，电机及控制装置，整车控制系统和功率转换装置；所述显示板上包括显示仪表，电池管理系统显示屏，控制开关和充电机结构图。本实用新型采用显示板与机柜仿真实验相结合的方式，使得纯电动汽车摆脱了传统的实车实验费用高、改造难和展示不完整等情况。

Description

一种仿真实验台架

技术领域

本实用新型涉及一种仿真实验台架，特别是用于纯电动车性能检测的仿真实验台架。

背景技术

下面的背景技术用于帮助读者理解本实用新型，而不能被认为是现有技术。

受能源危机与环境危机的影响，电动汽车尤其是纯电动汽车受到了各国政府的大力推广。

目前，纯电动汽车台架常以实车为主，会受到结构限制，改装非常困难，并且无法完整仿真纯电动汽车的所有控制部件功能。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足提出了一种纯电动汽车仿真实验台架，克服目前实车实验的功能有限、部件无法独立仿真等情况，并且，整个纯电动汽车仿真实验台架系统结构合理，自动化程度高，操作简单，人机交互性强，便于实验展示。

本实用新型提供的一种仿真实验台架，用于纯电动汽车的性能参数检测，其中，仿真实验台架包括机柜和连接在机柜上的显示板；机柜中包括动力锂电池组，电池管理系统(BMS)，车载充电机，电机及控制装置，整车控制系统(VMS)和功率转换装置；显示板上包括显示仪表，电池管理系统显示屏，控制开关和充电机结构图；其中：

所述整车控制系统采用PC机模拟整车控制器；

所述PC机模拟整车控制器与电池管理系统，充电机，电机控制器进行通信交互，控制整个仿真实验台架，实时监控电动汽车运行状态；

动力锂电池组提供动力锂电池及其DC/DC转换器转换的12V的动力支持每个控制装置；

显示仪表接收、显示汽车各工况时的参数。

本实用新型中，整车控制系统采用PC机来模拟控制整个纯电动汽车仿真实验台架，能够与电池管理系统、充电机、电机控制器进行通信交互，可展示纯电动汽车的各种运行工况并实时监控，测量相应工作性能。

一些实施方式中，所述仪表显示的参数包括电池剩余电量、里程、当前速度等纯电动车运行中的参数和参考信息。

一些优选的实施方式中，所述仿真实验台架还设置有测量点，测量点位于显示板上；测量点用于将纯电动汽车系统中需要测量的参数通过导线连接至显示展板上，测量汽车各项运行性能。

一些优选的实施方式中，仿真实验台架的充电机包括直流充电机和交流充电机，分别可用于仿真直流充电模式和交流充电模式给动力锂电池充电时的运行状态，由整车控制系统与电池管理系统通信交互监测控制充电机运行；所述显示板的充电机结构图，用于监控机柜中充电机的充电运行状态。

一些优选的实施方式中，控制开关包括启动开关、驾驶开关、系统控制开关；启动开关控制整车启动；驾驶开关包括踏板开关和制动开关，驾驶开关将信号传至电机控制器，再由电机控制器与整车控制系统通信交互控制电机各运行状态，从而模拟、监测、控制汽车的启动、行驶、制动；系统控制开关包括运行开关、切断开关、充电机连接开关、系统强制关闭开关。

一些优选的实施方式中，驾驶开关还包括换向开关。

一些优选的实施方式中，显示板还包括纯电动汽车原理图。

整个仿真实验台架包括了电动汽车动力系统，可仿真模拟电动汽车启动、加(减)速运行、换向、刹车、停车等工况下的内部能量流动方向及其运行状态，动态验证电动汽车整体运行构造，测量电动汽车各项运行性能。在性能完全相同甚至超越的情况下完全替代了实车台架。

另一方面，本实用新型还提供利用本实用新型提供的仿真实验台架检测纯电动汽车运行性能的方法,其具体的操作步骤如下：

(1)打开仿真实验台架运行开关，运行仿真实验台架；

(2)通过PC机选择充电机充电模式：直流充电或交流充电；

(3)观察显示屏上电池管理系统测量的锂电池电压、电流、温度等各项参数；

(4)通过显示面板上能量流动方向灯同时显示充电过程中能量流动方向；

(5)电池管理系统检测锂电池充电达到饱和后，电池管理系统发出关闭指令关闭充电机；

(6)旋转控制开关中的启动开关，启动电动汽车系统；

(7)通过踏板开关和制动开关控制电动汽车运行速度；通过换向开关转换汽车运行方向；

(8)观察汽车运行过程中显示板上能量流动方向灯显示各种工况能力流动方向；

(9)在所有仿真实验检测过程中，通过汽车仪表显示各工况参数；

(10)所有仿真实验检测过程中，通过显示面板上相关测量点测量各项运行性能。

通过该方法来操作该自动化程度高的仿真实验台架来获得纯电动车的相关实验数据，既获得了有效并准确的试验数据，又操作方便，简单。

有益效果

通过本实用新型的仿真实验台架和检测方法可以展示纯电动汽车各主要部件及功能、运行方式与原理、行驶和充电时的能量流动情况、电动汽车内部通信网络的交互情况、怠速及刹车时的能量回馈情况等。有效的完成了纯电动汽车的运行系统的性能测试和参数提供；并且本实用新型采用显示板与机柜仿真实验相结合的方式，使得纯电动汽车摆脱了传统的实车实验费用高、改造难和展示不完整等情况。

附图说明

图1为本实用新型的一个仿真实验台架的结构示意图；

图2为仿真实验台架的连接原理图。

附图标记说明：

仿真实验台架100，显示板10，机柜20，纯电动汽车原理图11,充电机结构图12,显示仪表13，电池管理系统显示屏14，测量点15，控制开关16,充电机21，功率转换装置22，整车控制系统23，锂电池24，电池管理系统25，电机26，电机控制系统27，点火(启动)开关31，踏板开关32，制动开关33，换向开关34，CAN总线40

具体实施方式

下面对本实用新型涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明。在下面的详细描述中，图例附带的参考文字是这里的一个部分，它以举例说明本实用新型可能实行的特定具体方案的方式来说明。我们并不排除本实用新型还可以实行其它的具体方案和在不违背本实用新型的使用范围的情况下改变本实用新型的结构。

本实用新型的仿真实验台架，包括了纯电动汽车的动力系统中的电池管理系统，电机及转换系统和整车控制系统，通过模拟这三大系统的运行流程来检测纯电动汽车的整个动力系统运行数据及3大系统之间的相互交融和配合情况。具体来说，通过本实用新型的仿真实验台架及运行实验台架的方法可以展示纯电动汽车各主要部件及功能、运行方式与原理、行驶和充电时的能量流动情况、电动汽车内部通信网络的交互情况、怠速及刹车时的能量回馈情况等。

如图1所示，本实用新型的仿真实验台架100在外部结构上表现为两部分：机柜20和显示板10，其中，机柜20位于下部，而显示板10连接机柜20的上方，方便操作。在机柜20内部，相关的实体装置位于其中，包括提供动力的锂电池24，给锂电池充电的充电机21，对电池进行管理的电池管理系统25，将锂电池的电能转化为动力并供给各个系统部件的电机及其控制系统26,27，以及功率转换装置22，整车控制系统23等等。在显示板10上，包括了多个显示和操控的部件，比如用于显示的显示各个系统部件的工况的仪表盘13，用于显示充电情况的充电机结构图12，电池管理系统的显示屏14，纯电动汽车原理图 11；以及各种驾驶控制开关16，测量点15等操控装置。

其中，整车控制系统利用PC机来模仿，通过与BMS、充电机、电机控制器进行通信交互，控制整个纯电动汽车仿真实验台架装置，实时监控电动汽车运行状态，并将各个工况信息反馈至仪表盘，方便观测和监控。实验台架各控制装置均由动力锂电池及其DCDC转换的12V提供动力。显示板的测量点可以连接导线，将需要测量的参数通过导线连接至显示板上，从而便于测量汽车各项运行性能。台架开关部分主要有启动开关、驾驶开关、系统控制开关等。启动开关控制整车启动；驾驶开关(踏板、制动开关)将信号传至电机控制器，再由电机控制器与VMS通信交互控制电机各运行状态，从而模拟、监测、控制汽车的起动、行驶、制动等；系统控制开关包括运行开关、切断开关、充电机连接开关、系统强制关闭开关等。充电机结构图包括充电机内部主要构件，充电机充电原理等。仿真实验台架提供两种充电机：直流充电机、车载充电机，即两种充电模式：直流充电、交流充电，分别可用于仿真两种充电模式给动力锂电池充电时的运行状态，由VMS与BMS通信交互监测控制充电机运行。

如图2所示，为实验台架100的连接及运行原理图，整车控制系统23通过CAN总线40的连接对电机控制系统27、电池管理系统25、充电机21及仪表盘13进行管理和监控；充电机21同时与锂离子电池包24连接，对其进行充电管理；电池管理系统25对锂离子电池包24进行连接管理，并将相关的信息通过CAN总线40输入到整车控制系统23以及电机控制系统27。此外，点火开关31与电池管理系统25连接，点火开关31启动后，带动电池管理系统25运作，并通过CAN总线40启动其他各个系统部件。电机控制系统27控制和管理电机26的运行，并且，驾驶过程中的开关(踏板开关32、制动开关33和换向开关34)控制均与电机管理系统27相连接，所有开关的操作都通过电机控制系统27运行操作并分解信息传输至其他系统进行控制，比如整车控制系统23，电池管理系统25，仪表盘显示13等等。以上这些实验台架的各个系统的连接和运行原理与纯电动汽车的实车完全相同，从而，能够完全模拟穿电动汽车在实际运行过程中的动力系统管理性能。

下面就利用该仿真实验台架100运行监测相关性能的操作方法进行详细描 述。

(1)打开仿真实验台架100运行开关，运行仿真实验台架100；

(2)通过PC机选择充电机21充电模式：直流充电或交流充电；

(3)观察显示屏10上电池管理系统14测量的锂电池电压、电流、温度等各项参数；

(4)通过仪表盘13上能量流动方向灯同时显示充电过程中能量流动方向；

(5)电池管理系统25检测锂电池24充电达到饱和后，电池管理系统25发出关闭指令关闭充电机21；

(6)旋转控制开关中的启动开关(点火开关)31，启动电动汽车系统；

(7)通过踏板开关32和制动开关33控制电动汽车运行速度；通过换向开关34转换汽车运行方向；

(8)观察汽车运行过程中仪表盘13上能量流动方向灯显示各种工况能力流动方向；

(9)在所有仿真实验检测过程中，通过汽车仪表13显示各工况参数；

(10)所有仿真实验检测过程中，通过显示面板上相关测量点15测量各项运行性能。

Claims (5)

1.一种仿真实验台架，用于纯电动汽车的性能参数检测，其特征在于，所述仿真实验台架包括机柜和连接在机柜上的显示板；所述机柜中包括动力锂电池组，电池管理系统，车载充电机，电机及控制装置，整车控制系统和功率转换装置；所述显示板上包括显示仪表，电池管理系统显示屏，控制开关和充电机结构图；其中：

所述整车控制系统采用PC机模拟整车控制器；

所述PC机模拟整车控制器与电池管理系统，充电机，电机控制器进行通信交互，控制整个仿真实验台架，实时监控电动汽车运行状态；

动力锂电池组提供动力锂电池及其DC/DC转换器转换的12V的动力支持每个控制装置；

显示仪表接收、显示汽车各工况时的参数。

2.根据权利要求1所述的仿真实验台架，其特征在于，所述仿真实验台架还设置有测量点，测量点位于显示板上；测量点用于将纯电动汽车系统中需要测量的参数通过导线连接至显示展板上，测量汽车各项运行性能。

3.根据权利要求2所述的仿真实验台架，其特征在于，仿真实验台架的充电机包括直流充电机和交流充电机，分别可用于仿真直流充电模式和交流充电模式给动力锂电池充电时的运行状态，由整车控制系统与电池管理系统通信交互监测控制充电机运行；所述显示板的充电机结构图，用于监控机柜中充电机的充电运行状态。

4.根据权利要求3所述的仿真实验台架，其特征在于，控制开关包括启动开关、驾驶开关、系统控制开关；启动开关控制整车启动；驾驶开关包括踏板开关和制动开关，驾驶开关将信号传至电机控制器，再由电机控制器与整车控制系统通信交互控制电机各运行状态，从而模拟、监测、控制汽车的启动、行驶、制动；系统控制开关包括运行开关、切断开关、充电机连接开关、系统强制关闭开关。

5.根据权利要求4所述的仿真实验台架，其特征在于，显示板还包括纯电动汽车原理图。