CN211237250U - 一种纯电动汽车整车控制策略原理实训系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，包括实训台架和面板，面板设置在实训台架上方，面板和实训台架上安装有构成纯电动汽车整车控制系统的各个元件，面板的正面印制纯电动汽车整车控制系统的各个元件连接的电路原理图。本实用新型以新能源纯电动汽车整车控制系统为原型设计，是一种集多种先进技术手段于一体的O2O教学实训平台。通过面板上的整车控制系统的电路原理图和构成该系统的实际的元件，形象的展示纯电动汽车整车控制系统的结构组成、工作原理，完整仿真纯电动汽车整车控制系统运行工作过程，使学生对纯电动汽车有更为直观的认识，提高纯电动汽车整车控制策略原理课程的教学效果。

Description

一种纯电动汽车整车控制策略原理实训系统

技术领域

本实用新型涉及新能源车技术领域，具体涉及一种纯电动汽车整车控制策略原理实训系统。

背景技术

汽车实训台是培养学生理解汽车核心控制原理与练习实际动手能力的重要教具，目前是职业学校、培训机构等不可或缺的教学用品。

近年来随着国家层面大力推广新能源汽车，纯电动汽车增长率一直保持在100％以上，新能源纯电动汽车与传统燃油汽车动力系统有很大差别，急需大量的新能源汽车维修人才。而目前新能源车纯电动汽车教学的发展在我国还处于初级发展阶段，教学产品多以静态的结构原理示教板为主，无法将复杂的纯电动汽车整车控制策略原理表述清楚，与实际工况和原理有较大出入，不能满足职业技术学院对新能源汽车专业维修人员培养需求。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种纯电动汽车整车控制策略原理实训系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，包括实训台架和面板，所述面板设置在所述实训台架上方，所述面板和实训台架上安装有构成纯电动汽车整车控制系统的各个元件，所述面板的正面印制所述纯电动汽车整车控制系统的各个元件连接的电路原理图。

本实用新型的有益效果是：以新能源纯电动汽车整车控制系统为原型设计，是一种集多种先进技术手段于一体的O2O教学实训平台。通过面板上的整车控制系统的电路原理图和构成该系统的实际的元件，形象的展示纯电动汽车整车控制系统的结构组成、工作原理，完整仿真纯电动汽车整车控制系统运行工作过程，使学生对纯电动汽车有更为直观的认识，提高纯电动汽车整车控制策略原理课程的教学效果。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述构成纯电动汽车整车控制系统的各个元件安装在所述面板的正面的4个区域和实训台架上，其中，第一区域设置在所述面板正面的左上部，包括DC/DC降压模块和继电器；第二区域设置在所述面板正面的中上部，包括显示模块；第三区域设置在面板正面的左下部，包括整车控制器、电机控制器、电池管理模块；第四区域设置在面板正面的右下部，包括信号指示灯、开关、传感器；动力电机设置在实训台架内的搁板上。

进一步，所述信号指示灯包括：空调运行模拟指示灯、能量回收模拟指示灯、制动灯、D档指示灯、N档指示灯和R档指示灯。

进一步，所述开关包括：空调开关、启动开关、电源开关、档位开关和SOC模拟开关。

进一步，所述继电器包括：CN继电器、动力电池负极电源继电器、DC/DC继电器和空调系统继电器。

进一步，所述传感器包括：制动踏板位置传感器和加速踏板位置传感器。

进一步，还包括外部供电接口和电源切换装置，所述电源切换装置分别与所述外部供电接口和所述电源管理模块连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过电源切换装置可以切换由电源管理模块或外界电源供电。

进一步，所述面板的侧面设置保险丝，所述保险丝连接在所述纯电动汽车整车控制系统的各个元件的连接线路中。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以进行多种有关保险丝故障的设置，以实现保险丝故障排查的教学。

进一步，所述面板的侧面设置故障设置开关，所述故障设置开关连接在所述纯电动汽车整车控制系统的各个元件的连接线路中。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过故障设置开关，可以设置线路的短路、短路、开路故障，以实现线路故障排查的教学

进一步，所述面板的正面印制的电路原理图中的线路中设置检测端子，所述检测端子连接在纯电动汽车整车控制系统的各个元件的连接线路中的对应位置。

采用上述进一步方案的有益效果是，使用检测仪表通过检测端子测量电流、电压信号，进行故障排查操作。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种纯电动汽车整车控制策略原理实训系统的立体结构图；

图2为本实用新型实施例提供的纯电动汽车整车控制系统的各个元件连接的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种纯电动汽车整车控制策略原理实训系统的立体结构图，如图1所示，该实训系统包括实训台架1和面板2，所述面板2设置在所述实训台架1上方，所述面板2和实训台架1上安装有构成纯电动汽车整车控制系统的各个元件，所述面板2的正面印制所述纯电动汽车整车控制系统的各个元件连接的电路原理图(图中未示出)，该电路原理图如图2所示。

具体的，实训台架和面板采用框架结构，周围框架为铝合金材料制作、组装而成，实现轻量化，易于运输和移动。

在纯电动汽车整车控制系统的各个元件的选用方面，在不减少设备功能的前提下，部分元件可不采用原车部件，这样不但减轻了整体重量，更大大减少了整体采购成本；设备没有使用原厂的车载动力电池，采用54V低压电安全电压作为电源，设备使用中不存在高压的安全隐患，学员使用更加安全和放心，也大大提升了能源的利用率，减少使用成本。配有原车电机驱动系统，可以通过驱动演示真实实现纯电动汽车的整车控制策略原理的多项功能。

本实用新型实施例提供的一种纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，以新能源纯电动汽车整车控制系统为原型设计，是一种集多种技术手段于一体的O2O教学实训平台。通过面板上的整车控制系统的电路原理图和构成该系统的实际的元件，形象的展示纯电动汽车整车控制系统的结构组成、工作原理，完整仿真纯电动汽车整车控制系统运行工作过程，使学生对纯电动汽车有更为直观的认识，提高纯电动汽车整车控制策略原理课程的教学效果。

可选地，在该实施例中，如图1所示，所述构成纯电动汽车整车控制系统的各个元件安装在所述面板的正面的4个区域和实训台架上，其中，第一区域设置在所述面板正面的左上部，包括DC/DC降压模块6和继电器10；第二区域设置在所述面板正面的中上部，包括显示模块7；第三区域设置在面板正面的左下部，包括整车控制器3、电机控制器4、电池管理模块5；第四区域设置在面板正面的右下部，包括信号指示灯8、开关9、传感器11；动力电机12设置在实训台架内的搁板上。

具体的，面板上可设置显示、输入、控制和电器配置互联4个区域，各个元件按照对应的功能分区布置，简单明了，操控更加的简单和明显。其中，第一区域属于电器配置互联功能，设置在面板正面的左上部，包括DC/DC降压模块6和继电器10；第二区域属于显示功能，设置在面板正面的中上部，包括显示模块7；第三区域属于控制功能，设置在面板正面的左下部，包括整车控制器3、电机控制器4、电池管理模块5；第四区域除信号指示灯8外属于输入功能，设置在面板正面的右下部，包括信号指示灯8、开关9、传感器11；面板正面的中部印制纯电动汽车整车控制系统的各个元件连接的电路原理图；故障区域设置在面板的侧面；动力电机设置在实训台架内的搁板上。

其中，信号指示灯用于显示系统各部件实时运行情况，包括：空调运行模拟指示灯、能量回收模拟指示灯、制动灯、D档指示灯、N档指示灯和R档指示灯；开关包括：空调开关、启动开关、电源开关、档位开关和SOC模拟开关；继电器包括：CN继电器、动力电池负极电源继电器、DC/DC继电器和空调系统继电器，其中，DC/DC继电器用于控制能量回收电路的通断，空调系统继电器用于控制空调电路的通断，动力电池负极电源继电器用于控制动力电池负极的通断，CN继电器用于控制各个控制模块供电电源的通断；传感器包括：制动踏板位置传感器和加速踏板位置传感器；显示模块可采用10寸液晶触摸显示屏，用于显示模拟车速、SOC、实时档位、实时电压电流、故障情况。

该实施例提供的纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，可以进行多种功能和逻辑关系的实验。具体功能如下：

1.高压电源上电逻辑实验：通过操作台架中的点火开关启动车辆、再使用刹车踏板和换挡杆的档位开关的控制实现上电的操作，并通过液晶触摸显示屏显示“ready”高压电路通电后的状态实现功能的实验；与上电功能相反的，利用上面输入装置的操控实现下电操作。

N档ready上电过程：打开电源开关给整个系统供电；排挡杆至于N挡位置，打开启动开关，CN继电器吸合，唤醒整车控制器；整车控制器接受N挡信号，判断符合高压上电条件，整车控制器控制电池负极电源继电器闭合接通动力电池负极至电机控制器之间线路；通过CAN网路将信息传递给显示模块，显示屏幕显示ready字样。

2.低压电源供电逻辑实验：台架中的CN继电器和相关低压线路可以直观的展示低压供电的原理和逻辑，并通过线路中的测试点进行供电和断电状态的测量，以判断原理。

3.整车控制策略工作演示实验：车辆上电后，可以操控整车控制中的输入元件，油门踏板、刹车踏板和档位开关来动态演示整车控制过程中各系统的参数变化和电机控制逻辑顺序。

如图2所示，打开电源开关(图中未示出)，DC/DC降压模块分别向启动开关、诊断接口、电池管理模块等提供12V低压正极电源，向电池管理模块、电机控制器、整车控制器、诊断接口、CN继电器等提供12V负极电源。打开启动开关，DC/DC降压模块分别向整车控制器与CN继电器提供12V正极电源，使CN继电器闭合，以便DC/DC降压模块向显示模块、电池负极电源继电器、DC/DC继电器、空调系统继电器控制端提供12V正极电源。DC/DC继电器、电池负极电源继电器、空调系统继电器分别受整车控制器30、31、32针脚控制搭铁闭合，闭合后分别连通电机控制器11号针脚与能量回收正极回路、动力电池负极与电机控制器3号针脚的线路。电池管理模块、电机控制器、整车控制器之间通过7/6、19/20、15/34针脚通过CAN网络相互通信。制动踏板、加速踏板、空调开关、档位开关分别向整车控制器发送制动信号、加速信号、空调启动信号、所在档位信号。SOC模拟开关向电池管理模块发送SOC模拟信号。电机控制器通过5、6、7针脚输出三相交流电控制电机运转。

4.电源系统监控及控制实验：台架中设置了可以通过发光二极管观察工作状态的电源控制继电器、CN继电器，可以直观的观察到通断状态，并可实时通过液晶触摸显示屏，观测电源系统的工作过程和参数。

5.驱动系统监控及控制实验：试验台中设计了驱动电机、电机控制器、和霍尔传感器并有相关检测接口，用来进行驱动系统的演示和数据测试，实现驱动系统控制实验。

具体过程是：ready上电后，压下刹车踏板，操纵排挡杆挂入D/R档，相应面板指示灯点亮；整车控制器接收D/R档信号，通过CAN网络将信息显示在显示屏幕上；松开制动踏板，踩下加速踏板，整车控制器接收加速踏板位置信号，分析处理，将所需要的电机扭矩、转速、方向通过CAN网络传递给电机控制器；电机控制器根据整车控制器发送的指令，通过调节电机输入三相电的电压、电流、频率实现电机各种工况下的运转。

5.能量回收管理实验：通过进行油门踏板和刹车踏板控制车速变化，观察能量回收指示灯的显示，进行能量回收实验。

具体过程是：在电机正常前进过程中，快速抬起加速踏板并踩下制动踏板，整车控制器接收该时刻的两个信号；整车控制器控制DC/DC继电器闭合，接通电机控制器至能量回收电路正极回路，电机断电减速，能量回收指示灯点亮。

6.SOC模拟实验：台架增加一个SOC的模拟开关，通过调节开关模拟SOC变化，观察其他参数和车辆运行状态的变化，进行SOC模拟实验。

具体过程是：操作SOC模拟旋钮调数值大于40％，整车控制器判断符合启动空调条件；按下空调开关，空调继电器闭合，指示灯点亮。

操作SOC模拟旋钮调制数值小于40％，整车控制器判断不符合启动空调条件；该状态下按下空调开关，空调继电器将不会闭合，指示灯不点亮；或者空调原来处于启动状态，该时断开空调继电器，指示灯熄灭。

7.组网实验：该实训系统可以和BMS电池管理系统实训台、电机控制系统实训台进行CAN总线组网，获取各实训台架的实时数据，所有CAN报文数据都可通过车用诊断接口实时读取CAN总线数据。

可选地，在该实施例中，该实训系统还包括外部供电接口和电源切换装置，所述电源切换装置分别与所述外部供电接口和所述电源管理模块连接。

具体的，通过电源切换装置可以切换由电源管理模块或外界电源供电，其中，电源切换装置可采用切换旋钮，外接电源可采用电池管理系统台架，该实训系统通过导线连接高压电池管理系统台架外部连接，并将切换旋钮拨动至外接位置实现电源外接，外接运行后，即可替换该实训系统中的电池管理模块，使用外接后的电池管理系统台架对该实训系统提供高压电源，可以展示与动力电池间的互动功能和逻辑原理。

可选地，在该实施例中，如图1所示，所述面板的侧面设置保险丝13，所述保险丝连接在所述纯电动汽车整车控制系统的各个元件的连接线路中。

具体的，保险丝13设置在面板侧面的故障区域，可以进行多种有关保险丝故障的设置，以实现保险丝故障排查的教学。

可选地，在该实施例中，如图1所示，所述面板的侧面设置故障设置开关14，所述故障设置开关连接在所述纯电动汽车整车控制系统的各个元件的连接线路中。

具体的，通过拨动故障设置开关，可以设置线路的短路、短路、开路故障，所有设置的故障均有明显的故障现象,并在显示模块上出现故障提示和显示，还可设置蜂鸣器进行故障报警，所有设置的故障能通过检测手段可以判断出故障点的位置，以实现线路故障排查的教学。另外，该实训系统的内部软件中本身有内部部件的诊断功能，当故障出现时，可显示提示并报警。

例如，通过开关设置，可模拟高压电器故障，系统内部断开高压，再通过显示屏幕显示，实现高压保护的实验。

具体的故障设置表如下：

可选地，在该实施例中，如图1所示，所述面板的正面印制的电路原理图中的线路中设置检测端子15，所述检测端子15连接在纯电动汽车整车控制系统的各个元件的连接线路中的对应位置。

具体的，在电路原理图中的线路中可设置多个检测端子(如图2中整车控制器的各个端口处的圆圈)，使用检测仪表测量检测端子处的电流、电压信号，进行故障排查操作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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 (10)

1.一种纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，其特征在于，包括实训台架和面板，所述面板设置在所述实训台架上方，所述面板和实训台架上安装有构成纯电动汽车整车控制系统的各个元件，所述面板的正面印制所述纯电动汽车整车控制系统的各个元件连接的电路原理图。

2.根据权利要求1所述的纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，其特征在于，所述构成纯电动汽车整车控制系统的各个元件安装在所述面板的正面的4个区域和实训台架上，其中，第一区域设置在所述面板正面的左上部，包括DC/DC降压模块和继电器；第二区域设置在所述面板正面的中上部，包括显示模块；第三区域设置在面板正面的左下部，包括整车控制器、电机控制器、电池管理模块；第四区域设置在面板正面的右下部，包括信号指示灯、开关、传感器；动力电机设置在实训台架内的搁板上。

3.根据权利要求2所述的纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，其特征在于，所述信号指示灯包括：空调运行模拟指示灯、能量回收模拟指示灯、制动灯、D档指示灯、N档指示灯和R档指示灯。

4.根据权利要求2所述的纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，其特征在于，所述开关包括：空调开关、启动开关、电源开关、档位开关和SOC模拟开关。

5.根据权利要求2所述的纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，其特征在于，所述继电器包括：CN继电器、动力电池负极电源继电器、DC/DC继电器和空调系统继电器。

6.根据权利要求2所述的纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，其特征在于，所述传感器包括：制动踏板位置传感器和加速踏板位置传感器。

7.根据权利要求2所述的纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，其特征在于，还包括外部供电接口和电源切换装置，所述电源切换装置分别与所述外部供电接口和所述电池管理模块连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，其特征在于，所述面板的侧面设置保险丝，所述保险丝连接在所述纯电动汽车整车控制系统的各个元件的连接线路中。

9.根据权利要求1至7任一项所述的纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，其特征在于，所述面板的侧面设置故障设置开关，所述故障设置开关连接在所述纯电动汽车整车控制系统的各个元件的连接线路中。

10.根据权利要求1至7任一项所述的纯电动汽车整车控制策略原理实训系统，其特征在于，所述面板的正面印制的电路原理图中的线路中设置检测端子，所述检测端子连接在纯电动汽车整车控制系统的各个元件的连接线路中的对应位置。

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