一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)及測試方法，包括臺架，臺架上設有功率跟隨器組、燃料供給及采集系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、電池模擬器系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)能量管理單元，分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)還包括測試負載和測試負載控制系統(tǒng)，功率跟隨器組內(nèi)設有若干個功率跟隨器，每個功率跟隨器內(nèi)均設有功率跟隨器能量管理單元。分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)及測試方法能對雙增程器或多增程器與動力電池聯(lián)合提供能源供給提供準確有效的測試，得到真實的、有效的試驗數(shù)據(jù)，為整車匹配及控制算法提供有效支撐。
【專利說明】
一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)及測試方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及汽車性能測試領域，尤其是指一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)及測試方法。
【背景技術】
[0002]采用混合能源驅(qū)動車輛是一種介于傳統(tǒng)車輛和純動力電池提供能源驅(qū)動車輛之間的過渡型車輛，兼有傳統(tǒng)車輛和純動力電池提供能源驅(qū)動車輛的一些優(yōu)點，如低排放、高效率和續(xù)航里程長等。目前市場上的采用混合能源驅(qū)動車輛主要采用單一增程器和單一動力電池聯(lián)合提供能源供給。
[0003]但在對混合能源驅(qū)動車輛的測試方法中，不能為雙增程器或多增程器及其控制系統(tǒng)搭建測試架構，并且不能與實際匹配的車型作為其系統(tǒng)測試的主要對象，在實施過程中不可以對測試系統(tǒng)的部件進行多重保護，不能得到實時的、同步的試驗數(shù)據(jù)，不能給分布式動力系統(tǒng)整車開發(fā)給以重要數(shù)據(jù)支撐。中國專利公開號0~1022528564，【公開日】2011年11月23日，名稱為“一種電動汽車動力系統(tǒng)總成測試系統(tǒng)”的發(fā)明專利中公開了一種電動汽車動力系統(tǒng)總成測試系統(tǒng)，包括計算機模塊、電源、CAN總線單元、動力控制單元、安全監(jiān)控單元、車載充電器單元、電池包管理單元、電機控制單元、電機單元，第一電池模塊、第二電池模塊，電機單元包括第一電機及第二電機，第一電機及第二單元的轉(zhuǎn)子相連。本發(fā)明將兩套同樣的電機單元、電機控制單元、電池包控制單元、車載充電器單元結合在一起。通過將兩電機串聯(lián)在一起，從而實現(xiàn)能量在電機單元交互。但該系統(tǒng)不適用于分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術對混合能源驅(qū)動車輛的測試方法中缺乏對雙增程器或多增程器與動力電池聯(lián)合提供能源供給的測試方法的缺點，提供一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)及測試方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過下述技術方案予以實現(xiàn):
一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)，包括臺架，臺架上設有功率跟隨器組、燃料供給及采集系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、電池模擬器系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)能量管理單元，分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)還包括測試負載和測試負載控制系統(tǒng)，功率跟隨器組內(nèi)設有若干個功率跟隨器，每個功率跟隨器內(nèi)均設有功率跟隨器能量管理單元，若干個功率跟隨器能量管理單元之間通過CAN總線連接，測試負載和測試負載控制系統(tǒng)之間通過CAN總線連接，燃料供給及采集系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、測試負載控制系統(tǒng)、電池模擬器系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)能量管理單元均與CAN總線相連接，功率跟隨器組、電池模擬器系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)能量單元均通過高壓強電與驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)相連接，驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)通過高壓強電與驅(qū)動系統(tǒng)相連接，燃料供給及采集系統(tǒng)用于對功率跟隨器組內(nèi)的各個功率跟隨器供氣，驅(qū)動系統(tǒng)通過機械能量與測試負載相連接。
[0006]功率跟隨器是指具有整車功率跟隨功能的增程器，即由燃料發(fā)動機、發(fā)電機和控制器組成的將化學能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機組。功率跟隨器組，采用多個功率跟隨器的組合，根據(jù)當前整車的需求，可以開啟不同數(shù)量的功率跟隨器工作，它在分布式能量管理單元的控制下根據(jù)整車能量的需求可以各自獨立地從發(fā)動機的化學能轉(zhuǎn)化為電能輸出到直流母線上供給驅(qū)動系統(tǒng)。動力電池通過動力電纜連接到公共直流母線上，在分布式系統(tǒng)能量管理單元的控制下通過公共直流母線進行充電或放電；分布式系統(tǒng)能量管理單元根據(jù)當前整車行駛工況和驅(qū)動系統(tǒng)所需能量狀態(tài)，對功率跟隨器組和動力電池所能提供的能量進行優(yōu)化組合，保證各個部件發(fā)揮出最高效的能量利用率，本發(fā)明中動力電池由電池模擬器系統(tǒng)替代;這些電能通過公共直流母線輸送到驅(qū)動系統(tǒng)，以在其功率跟隨器能量管理單元的控制下轉(zhuǎn)換為機械能傳遞給車輛的傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輛行駛。
[0007]分布式系統(tǒng)能量管理單元能對功率隨器組的功率跟隨器能量管理單元和電池模擬器系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、測試負載控制系統(tǒng)、燃料供給及采集系統(tǒng)進行CAN通訊，實時監(jiān)測各個系統(tǒng)的運行狀態(tài)及傳輸試驗數(shù)據(jù)。并在系統(tǒng)的部件出現(xiàn)故障時，分布式系統(tǒng)能量管理單元同時給功率跟隨器能量管理單元、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、電池模擬器系統(tǒng)、燃油供給及采集系統(tǒng)、測試負載控制系統(tǒng)發(fā)處理信號，遇到緊急情況也可緊急停止。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)還包括功率分析設備，功率分析設備與CAN總線相連接。
[0009]采用功率分析設備分別同步實施采集驅(qū)動系統(tǒng)及功率跟隨器組個效率的方法保證了瞬態(tài)工況數(shù)據(jù)可查性。避免了測試負載控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)、燃料供給及采集系統(tǒng)之間因不同步產(chǎn)生的安全風險及數(shù)據(jù)不同步車輛分析的風險性。
[0010]例如，當驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)超速報警時，其發(fā)出的轉(zhuǎn)速信號由分布式系統(tǒng)能量管理單元接收到此信號，通過其預先設置好的控制邏輯將緊急停止處理信號反饋給驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)和功率跟隨器能量管理單元，同時也反饋給燃料供給及采集系統(tǒng)和測試負載控制系統(tǒng)。驅(qū)動控制系統(tǒng)要求對驅(qū)動電機進行停機或者緊急停止命令;功率跟隨器控管理單元同時要求對發(fā)動機控制器和發(fā)電機控制器進行停機或者緊急停止命令;燃料供給及采集系統(tǒng)緊急停止燃料供給;測試負載控制系統(tǒng)進行停機或者緊急停止。
[0011 ]作為一種優(yōu)選方案，功率跟隨器的數(shù)量為2-4個。
[0012]—種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試方法，包括以下步驟:
步驟1，測試負載控制系統(tǒng)先獲取整車的相關參數(shù)，然后測試負載控制系統(tǒng)對典型工況進行仿真分析，仿真分析后的工步參數(shù)用于測試負載控制系統(tǒng)控制測試負載；
步驟2，測試負載控制系統(tǒng)發(fā)出模擬負載信號給分布式系統(tǒng)能量管理單元，然后分布式系統(tǒng)能量管理單元通過CAN信號對電池模擬器系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、燃料供給及采集系統(tǒng)和功率跟隨器能量管理單元進行同步運轉(zhuǎn)控制，測試負載控制系統(tǒng)按照仿真分析的工步開始進行自動循環(huán)測試；
步驟3，電池模擬器系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、燃料供給及采集系統(tǒng)和功率跟隨器能量管理單元的數(shù)據(jù)通過CAN總線通訊由分布式系統(tǒng)能量管理單元發(fā)給測試負載控制系統(tǒng)進行記錄。
[0013]作為一種優(yōu)選方案，步驟3中還包括功率分析設備同步實時采集驅(qū)動系統(tǒng)及功率跟隨器組的效率數(shù)據(jù)，效率數(shù)據(jù)通過CAN總線通訊由分布式系統(tǒng)能量管理單元發(fā)給測試負載控制系統(tǒng)進行記錄。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)及測試方法能對雙增程器或多增程器與動力電池聯(lián)合提供能源供給提供準確有效的測試，得到真實的、有效的的試驗數(shù)據(jù)，為整車匹配及控制算法提供有效支撐。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的一種電路原理連接圖；
圖2是本發(fā)明的另一種電路原理連接圖。
[0016]其中:1、功率跟隨器組，2、燃料供給及采集系統(tǒng)，3、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)，4、驅(qū)動系統(tǒng)，5、測試負載，6、測試負載控制系統(tǒng)，7、電池模擬器系統(tǒng)，8、功率分析設備，9、分布式系統(tǒng)能量管理單元，11、功率跟隨器，111、功率跟隨器能量管理單元。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步描述。
[0018]實施例1:一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)，其電路原理連接圖如圖1所示，包括臺架，臺架上設有功率跟隨器組1、燃料供給及采集系統(tǒng)2、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)3、驅(qū)動系統(tǒng)4、電池模擬器系統(tǒng)5和分布式系統(tǒng)能量管理單元9，分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)還包括測試負載6和測試負載控制系統(tǒng)7，功率跟隨器組內(nèi)設有若干個功率跟隨器11，每個功率跟隨器內(nèi)均設有功率跟隨器能量管理單元111，若干個功率跟隨器能量管理單元之間通過CAN總線連接，測試負載和測試負載控制系統(tǒng)之間通過CAN總線連接，燃料供給及采集系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、測試負載控制系統(tǒng)、電池模擬器系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)能量管理單元均與CAN總線相連接，功率跟隨器組、電池模擬器系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)能量單元均通過高壓強電與驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)相連接，驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)通過高壓強電與驅(qū)動系統(tǒng)相連接，燃料供給及采集系統(tǒng)用于對功率跟隨器組內(nèi)的各個功率跟隨器供氣，驅(qū)動系統(tǒng)通過機械能量與測試負載相連接。
[0019]功率跟隨器是指具有整車功率跟隨功能的增程器，即由燃料發(fā)動機、發(fā)電機和控制器組成的將化學能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機組。功率跟隨器組，采用多個功率跟隨器的組合，根據(jù)當前整車的需求，可以開啟不同數(shù)量的功率跟隨器工作，它在分布式能量管理單元的控制下根據(jù)整車能量的需求可以各自獨立地從發(fā)動機的化學能轉(zhuǎn)化為電能輸出到直流母線上供給驅(qū)動系統(tǒng)。動力電池通過動力電纜連接到公共直流母線上，在分布式系統(tǒng)能量管理單元的控制下通過公共直流母線進行充電或放電；分布式系統(tǒng)能量管理單元根據(jù)當前整車行駛工況和驅(qū)動系統(tǒng)所需能量狀態(tài)，對功率跟隨器組和動力電池所能提供的能量進行優(yōu)化組合，保證各個部件發(fā)揮出最高效的能量利用率，本發(fā)明中動力電池由電池模擬器系統(tǒng)替代;這些電能通過公共直流母線輸送到驅(qū)動系統(tǒng)，以在其功率跟隨器能量管理單元的控制下轉(zhuǎn)換為機械能傳遞給車輛的傳動系統(tǒng)驅(qū)動車輛行駛。
[0020]—種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試方法，包括以下步驟:
步驟1，測試負載控制系統(tǒng)先獲取整車的相關參數(shù)，然后測試負載控制系統(tǒng)對典型工況進行仿真分析，仿真分析后的工步參數(shù)用于測試負載控制系統(tǒng)控制測試負載；
步驟2，測試負載控制系統(tǒng)發(fā)出模擬負載信號給分布式系統(tǒng)能量管理單元，然后分布式系統(tǒng)能量管理單元通過CAN信號對電池模擬器系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、燃料供給及采集系統(tǒng)和功率跟隨器能量管理單元進行同步運轉(zhuǎn)控制，測試負載控制系統(tǒng)按照仿真分析的工步開始進行自動循環(huán)測試；
步驟3，電池模擬器系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、燃料供給及采集系統(tǒng)和功率跟隨器能量管理單元的數(shù)據(jù)通過CAN總線通訊由分布式系統(tǒng)能量管理單元發(fā)給測試負載控制系統(tǒng)進行記錄。
[0021]實施例2，一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)，其原理和實施方法與實施例1基本相同，不同之處如圖2所示，還包括功率分析設備，功率分析設備與CAN總線相連接。步驟3中還包括功率分析設備同步實時采集驅(qū)動系統(tǒng)及功率跟隨器組的效率數(shù)據(jù)，效率數(shù)據(jù)通過CAN總線通訊由分布式系統(tǒng)能量管理單元發(fā)給測試負載控制系統(tǒng)進行記錄。
[0022]當驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)超速報警時，其發(fā)出的轉(zhuǎn)速信號由分布式系統(tǒng)能量管理單元接收到此信號，通過其預先設置好的控制邏輯將緊急停止處理信號反饋給驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)和功率跟隨器能量管理單元，同時也反饋給燃料供給及采集系統(tǒng)和測試負載控制系統(tǒng)。驅(qū)動控制系統(tǒng)要求對驅(qū)動電機進行停機或者緊急停止命令;功率跟隨器控管理單元同時要求對發(fā)動機控制器和發(fā)電機控制器進行停機或者緊急停止命令;燃料供給及采集系統(tǒng)緊急停止燃料供給;測試負載控制系統(tǒng)進行停機或者緊急停止。
【主權項】
1.一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)，其特征是，包括臺架，臺架上設有功率跟隨器組、燃料供給及采集系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、電池模擬器系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)能量管理單元，分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)還包括測試負載和測試負載控制系統(tǒng)，功率跟隨器組內(nèi)設有若干個功率跟隨器，每個功率跟隨器內(nèi)均設有功率跟隨器能量管理單元，若干個功率跟隨器能量管理單元之間通過CAN總線連接，測試負載和測試負載控制系統(tǒng)之間通過CAN總線連接，燃料供給及采集系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、測試負載控制系統(tǒng)、電池模擬器系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)能量管理單元均與CAN總線相連接，功率跟隨器組、電池模擬器系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)能量單元均通過高壓強電與驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)相連接，驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)通過高壓強電與驅(qū)動系統(tǒng)相連接，燃料供給及采集系統(tǒng)用于對功率跟隨器組內(nèi)的各個功率跟隨器供氣，驅(qū)動系統(tǒng)通過機械能量與測試負載相連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)，其特征是，還包括功率分析設備，功率分析設備與CAN總線相連接。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試系統(tǒng)，其特征是，所述的功率跟隨器的數(shù)量為2-4個。4.一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟I，測試負載控制系統(tǒng)先獲取整車的相關參數(shù)，然后測試負載控制系統(tǒng)對典型工況進行仿真分析，仿真分析后的工步參數(shù)用于測試負載控制系統(tǒng)控制測試負載； 步驟2，測試負載控制系統(tǒng)發(fā)出模擬負載信號給分布式系統(tǒng)能量管理單元，然后分布式系統(tǒng)能量管理單元通過CAN信號對電池模擬器系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、燃料供給及采集系統(tǒng)和功率跟隨器能量管理單元進行同步運轉(zhuǎn)控制，測試負載控制系統(tǒng)按照仿真分析的工步開始進行自動循環(huán)測試； 步驟3，電池模擬器系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)、燃料供給及采集系統(tǒng)和功率跟隨器能量管理單元的數(shù)據(jù)通過CAN總線通訊由分布式系統(tǒng)能量管理單元發(fā)給測試負載控制系統(tǒng)進行記錄。5.根據(jù)權利要求4所述的一種分布式能源供給系統(tǒng)的臺架測試方法，其特征是，所述的步驟3中還包括功率分析設備同步實時采集驅(qū)動系統(tǒng)及功率跟隨器組的效率數(shù)據(jù)，效率數(shù)據(jù)通過CAN總線通訊由分布式系統(tǒng)能量管理單元發(fā)給測試負載控制系統(tǒng)進行記錄。
【文檔編號】G01M17/007GK105865804SQ201610237303
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】蔡文遠, 鄧小明, 曹海軍, 郝鳳琴
【申請人】浙江吉利控股集團有限公司, 南充吉利商用車研究院有限公司