一種汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括主控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、電動(dòng)機(jī)、電機(jī)控制器、第一動(dòng)力合成裝置、第二動(dòng)力合成裝置、兩個(gè)飛輪、制動(dòng)模擬模塊和與電動(dòng)機(jī)連接的蓄電池，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)與第一動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸入端連接，第一動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸出端與第二動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸入端通過電磁離合器連接，第二動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸出端分別與兩個(gè)飛輪連接，主控制模塊與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、電機(jī)控制器、制動(dòng)模擬模塊、蓄電池和離合器控制器電連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過加入發(fā)動(dòng)機(jī)、設(shè)置兩個(gè)飛輪儲(chǔ)能元件、設(shè)置磁粉制動(dòng)器等元件，使試驗(yàn)臺(tái)能夠模擬更多的電動(dòng)汽車運(yùn)行工況，從而使試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)用性得到提高。
【專利說明】一種汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，能源短缺與環(huán)境污染是世界各國面臨的嚴(yán)峻問題。按照目前的使用速度，地球上的石油只能維持40年左右時(shí)間，也就是說以廉價(jià)的石油作為動(dòng)力源的傳統(tǒng)汽車將來必然被淘汰，于是世界各國都致力于電動(dòng)汽車的研發(fā)、生產(chǎn)及普及。但動(dòng)力電池比功率低、比能量小、一次充電續(xù)駛里程短成為電動(dòng)汽車的瓶頸技術(shù)。為了提高電動(dòng)汽車一次充電續(xù)駛里程，當(dāng)前工程技術(shù)人員致力于電動(dòng)汽車再生制動(dòng)能量回收技術(shù)的研究。
[0003]目前，對(duì)電動(dòng)汽車再生制動(dòng)能量回收技術(shù)的研究實(shí)驗(yàn)還是實(shí)車實(shí)驗(yàn)為主，這造成了實(shí)驗(yàn)成本高、實(shí)驗(yàn)安全性低等不利因素的影響。雖然也有工程設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)了一些再生制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，但其結(jié)構(gòu)過于簡單，不能進(jìn)行多種工況的電動(dòng)汽車工況的模擬，使其應(yīng)用受到限制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是一種能夠模擬多種工況的汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括主控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、電動(dòng)機(jī)、電機(jī)控制器、第一動(dòng)力合成裝置、第二動(dòng)力合成裝置、兩個(gè)飛輪、制動(dòng)模擬模塊和與電動(dòng)機(jī)連接的蓄電池，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)與第一動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸入端連接，第一動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸出端與第二動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸入端通過電磁離合器連接，第二動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸出端分別與兩個(gè)飛輪連接，主控制模塊與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、電機(jī)控制器、制動(dòng)模擬模塊、蓄電池和離合器控制器電連接。
[0006]所述制動(dòng)模擬模塊包括滑線變阻器、張力控制器和磁粉制動(dòng)器，張力控制器與滑線變阻器和所述主控制模塊電連接，磁粉制動(dòng)器設(shè)在張力控制器和所述飛輪之間。
[0007]所述發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)與所述第一動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸入端之間設(shè)有電磁離合器，電磁離合器與離合器控制器電連接。
[0008]所述主控制模塊為內(nèi)置有數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的PC機(jī)。
[0009]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過加入發(fā)動(dòng)機(jī)、設(shè)置兩個(gè)飛輪儲(chǔ)能元件、設(shè)置磁粉制動(dòng)器等元件，使試驗(yàn)臺(tái)能夠模擬更多的電動(dòng)汽車運(yùn)行工況，從而使試驗(yàn)臺(tái)的實(shí)用性得到提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型試驗(yàn)臺(tái)的原理示意圖；
[0011]上述圖中的標(biāo)記均為:1、第一磁粉制動(dòng)器；2、第一飛輪；3、第二動(dòng)力合成裝置；4、第二飛輪；5、第二磁粉制動(dòng)器；6、第一電磁離合器；7、第一動(dòng)力合成裝置；8、第一張力控制器；9、第一滑線變阻器；10、第二張力控制器；11、第二滑線變阻器；12、第二電磁離合器；13、發(fā)動(dòng)機(jī)；14、第三電磁離合器；15、電動(dòng)機(jī)；16、電機(jī)控制器；17、蓄電池；18、電池控制器；19、離合器控制器；20、主控制模塊；21、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，本實(shí)用新型一種汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括主控制模塊20、發(fā)動(dòng)機(jī)13、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21、電動(dòng)機(jī)15、電機(jī)控制器16、第一動(dòng)力合成裝置7、第二動(dòng)力合成裝置3、兩個(gè)飛輪、制動(dòng)模擬模塊和與電動(dòng)機(jī)15連接的蓄電池17，發(fā)動(dòng)機(jī)13和電動(dòng)機(jī)15與第一動(dòng)力合成裝置7的動(dòng)力輸入端連接,第一動(dòng)力合成裝置7的動(dòng)力輸出端與第二動(dòng)力合成裝置3的動(dòng)力輸入端通過第一電磁離合器6連接，第二動(dòng)力合成裝置3的動(dòng)力輸出端分別與兩個(gè)飛輪連接，第一電磁離合器6受離合器控制器19控制進(jìn)行分離和結(jié)合，主控制模塊20與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21、電機(jī)控制器16、制動(dòng)模擬模塊、蓄電池17和離合器控制器19電連接，以實(shí)現(xiàn)控制。
[0013]具體地說，發(fā)動(dòng)機(jī)13和電動(dòng)機(jī)15的輸出軸與第一動(dòng)力合成裝置7的動(dòng)力輸入端之間各設(shè)有一個(gè)電磁離合器，分別為第二電磁離合器12和第三電磁離合器14，第二電磁離合器12和第三電磁離合器14受離合器控制器19控制進(jìn)行分離和結(jié)合，控制發(fā)動(dòng)機(jī)13和電動(dòng)機(jī)15的動(dòng)力傳遞和中斷。電機(jī)控制器16用來調(diào)節(jié)作用在電動(dòng)機(jī)15電樞兩端的平均電壓，控制電動(dòng)機(jī)15在制動(dòng)與電動(dòng)模式之間的轉(zhuǎn)換，以此實(shí)現(xiàn)加減速。第一動(dòng)力合成裝置7和第二動(dòng)力合成裝置3為現(xiàn)有技術(shù)，主要依照差速器的原理，在實(shí)現(xiàn)差速的同時(shí)，第一動(dòng)力合成裝置7塊可以實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，第二動(dòng)力合成裝置3可以保證在左右制動(dòng)力轉(zhuǎn)速不一的情況將不同轉(zhuǎn)矩通過其合成一個(gè)轉(zhuǎn)矩送往電動(dòng)機(jī)15，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)15旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。另外，在第二動(dòng)力合成裝置3的動(dòng)力輸出軸與飛輪之間還可以設(shè)置機(jī)械式無級(jí)變速器，該變速器其速比具有連續(xù)性，保證穩(wěn)定性的同時(shí)可以控制速比調(diào)控不定車速達(dá)到一定速度范圍，以保證電動(dòng)機(jī)15的正常發(fā)電。
[0014]制動(dòng)模擬模塊包括第一滑線變阻器9、第二滑行變阻器、第一張力控制器8、第二張力控制器10、第一磁粉制動(dòng)器I和第二磁粉制動(dòng)器5，第一張力控制器8與第一滑線變阻器9和主控制模塊20電連接,第一磁粉制動(dòng)器I設(shè)在第一張力控制器8和第一飛輪2之間，第二張力控制器10與第二滑線變阻器11和主控制模塊20電連接，第二磁粉制動(dòng)器5設(shè)在第二張力控制器10和第二飛輪4之間。實(shí)驗(yàn)人員可以轉(zhuǎn)動(dòng)第一滑線變阻器9和第二滑線變阻器11以模擬駕駛員制動(dòng)信號(hào)，第一張力控制器8和第二張力控制器10用于將接收到的模擬制動(dòng)信號(hào)發(fā)送至主控制模塊20，并分別通過第一磁粉制動(dòng)器I和第二磁粉制動(dòng)器5對(duì)第一飛輪2和第二飛輪4施加制動(dòng)力。
[0015]主控制模塊20為內(nèi)置有數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的PC機(jī)，PC機(jī)將接收的信號(hào)進(jìn)行處理，并向外發(fā)動(dòng)指令。
[0016]如下為本試驗(yàn)臺(tái)模擬的汽車運(yùn)行工況。
[0017]實(shí)施例1純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)工況再生制動(dòng)能量回收的模擬:
[0018]主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第一電磁離合器6、第三電磁離合器14閉合，同時(shí)使第二電磁離合器12斷開；主控制模塊20發(fā)送命定給電機(jī)控制器16使其控制電動(dòng)機(jī)15轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)15通過第二動(dòng)力合成裝置3驅(qū)動(dòng)第一動(dòng)力合成裝置7，第一動(dòng)力合成裝置7驅(qū)動(dòng)第一飛輪2與第二飛輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，以模擬汽車的純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)工況；實(shí)驗(yàn)人員轉(zhuǎn)動(dòng)第一滑線變阻器9、第二滑線變阻器11以模擬駕駛員制動(dòng)信號(hào)；在第一張力控制器8與第二張力控制器10接收到模擬的駕駛員制動(dòng)信號(hào)后，第一張力控制器8與第二張力控制器10將停止驅(qū)動(dòng)命定發(fā)送給主控制模塊20，主控制模塊20發(fā)送命定給電機(jī)控制器16使電動(dòng)機(jī)15轉(zhuǎn)入充電模式，同時(shí)，第一張力控制器8與第二張力控制器10根據(jù)模擬的駕駛員制動(dòng)信號(hào)及預(yù)先設(shè)置控制算法進(jìn)行運(yùn)算后發(fā)送命定給第一磁粉制動(dòng)器I和第二磁粉制動(dòng)器5控制第一磁粉制動(dòng)器I和第二磁粉制動(dòng)器5的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩來模擬實(shí)驗(yàn)電動(dòng)汽車的機(jī)械制動(dòng)效果；電池控制器18將采集到的蓄電池17上的充電電流與電壓發(fā)送給主控制模塊20，以存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0019]實(shí)施例2發(fā)動(dòng)機(jī)13單獨(dú)驅(qū)動(dòng)工況再生制動(dòng)能量回收的模擬:
[0020]主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第一電磁離合器6、第二電磁離合器12閉合，同時(shí)使第三電磁離合器14斷開；主控制模塊20發(fā)送命定給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21使其控制發(fā)動(dòng)機(jī)13轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)13通過第二動(dòng)力合成裝置3驅(qū)動(dòng)第一動(dòng)力合成裝置7，第一動(dòng)力合成裝置7驅(qū)動(dòng)第一飛輪2與第二飛輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，以模擬發(fā)動(dòng)機(jī)13單獨(dú)驅(qū)動(dòng)工況；實(shí)驗(yàn)人員轉(zhuǎn)動(dòng)第一滑線變阻器9、第二滑線變阻器11以模擬駕駛員制動(dòng)信號(hào)；在第一張力控制器8與第二張力控制器10接收到模擬的駕駛員制動(dòng)信號(hào)后，第一張力控制器8與第二張力控制器10將停止驅(qū)動(dòng)命定發(fā)送給主控制模塊20，主控制模塊20發(fā)送命定給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21使發(fā)動(dòng)機(jī)13停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第一電磁離合器6、第三電磁離合器14閉合，同時(shí)使第二電磁離合器12斷開，同時(shí),主控制模塊20發(fā)送命定給電機(jī)控制器16使電動(dòng)機(jī)15轉(zhuǎn)入充電模式，同時(shí)，第一張力控制器8與第二張力控制器10根據(jù)模擬的駕駛員制動(dòng)信號(hào)及預(yù)先設(shè)置控制算法進(jìn)行運(yùn)算后發(fā)送命定給第一磁粉制動(dòng)器I和第二磁粉制動(dòng)器5控制第一磁粉制動(dòng)器I和第二磁粉制動(dòng)器5的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩來模擬實(shí)驗(yàn)電動(dòng)汽車的機(jī)械制動(dòng)效果；電池控制器18將采集到的蓄電池17上的充電電流與電壓發(fā)送給主控制模塊20，以存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0021]實(shí)施例3混合驅(qū)動(dòng)工況再生制動(dòng)能量回收的模擬:
[0022]主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第一電磁離合器6、第二電磁離合器12、第三電磁離合器14閉合；主控制模塊20發(fā)送命定給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21使其控制發(fā)動(dòng)機(jī)13轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，主控制模塊20發(fā)送命定給電機(jī)控制器16使其控制電動(dòng)機(jī)15轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)13和電動(dòng)機(jī)15同時(shí)工作,通過第二動(dòng)力合成裝置3驅(qū)動(dòng)第一動(dòng)力合成裝置7，第一動(dòng)力合成裝置7驅(qū)動(dòng)第一飛輪2與第二飛輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，以模擬混合驅(qū)動(dòng)工況；實(shí)驗(yàn)人員轉(zhuǎn)動(dòng)第一滑線變阻器9、第二滑線變阻器11以模擬駕駛員制動(dòng)信號(hào)；在第一張力控制器8與第二張力控制器10接收到模擬的駕駛員制動(dòng)信號(hào)后，第一張力控制器8與第二張力控制器10將停止驅(qū)動(dòng)命定發(fā)送給主控制模塊20，主控制模塊20發(fā)送命定給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21和電機(jī)控制器16使發(fā)動(dòng)機(jī)13和電動(dòng)機(jī)15停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第一電磁離合器6、第三電磁離合器14繼續(xù)閉合，同時(shí)使第二電磁離合器12斷開，同時(shí)，主控制模塊20發(fā)送命定給電機(jī)控制器16使電動(dòng)機(jī)15轉(zhuǎn)入充電模式，同時(shí)，第一張力控制器8與第二張力控制器10根據(jù)模擬的駕駛員制動(dòng)信號(hào)及預(yù)先設(shè)置控制算法進(jìn)行運(yùn)算后發(fā)送命定給第一磁粉制動(dòng)器I和第二磁粉制動(dòng)器5控制第一磁粉制動(dòng)器I和第二磁粉制動(dòng)器5的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩來模擬實(shí)驗(yàn)電動(dòng)汽車的機(jī)械制動(dòng)效果；電池控制器18將采集到的蓄電池17上的充電電流與電壓發(fā)送給主控制模塊20，以存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0023]實(shí)施例4停車充電工況的模擬:
[0024]主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第二電磁離合器12、第三電磁離合器14閉合，同時(shí)使第一電磁離合器6斷開；主控制模塊20發(fā)送命定給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器21使其控制發(fā)動(dòng)機(jī)13轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，主控制模塊20發(fā)送命定給電機(jī)控制器16使電動(dòng)機(jī)15轉(zhuǎn)入充電模式，以模擬停車充電工況，電池控制器18將采集到的蓄電池17上的充電電流與電壓發(fā)送給主控制模塊20，以存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0025]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:包括主控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、電動(dòng)機(jī)、電機(jī)控制器、第一動(dòng)力合成裝置、第二動(dòng)力合成裝置、兩個(gè)飛輪、制動(dòng)模擬模塊和與電動(dòng)機(jī)連接的蓄電池，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)與第一動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸入端連接，第一動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸出端與第二動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸入端通過電磁離合器連接，第二動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸出端分別與兩個(gè)飛輪連接，主控制模塊與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、電機(jī)控制器、制動(dòng)模擬模塊、蓄電池和離合器控制器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述制動(dòng)模擬模塊包括滑線變阻器、張力控制器和磁粉制動(dòng)器，張力控制器與滑線變阻器和所述主控制模塊電連接，磁粉制動(dòng)器設(shè)在張力控制器和所述飛輪之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)與所述第一動(dòng)力合成裝置的動(dòng)力輸入端之間設(shè)有電磁離合器，電磁離合器與離合器控制器電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車再生制動(dòng)能量回收系統(tǒng)模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于:所述主控制模塊為內(nèi)置有數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的PC機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01M17/007GK203629834SQ201320792328
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】肖平, 張宏, 張弛, 田麗, 高洪, 戴劍, 孫衛(wèi)強(qiáng), 于濱 申請(qǐng)人:安徽工程大學(xué)