專利名稱：一種試驗臺架及其安裝方法和測試方法
技術領域：
本發明涉及一種四驅強混動力總成系統試驗臺架方案，具體涉及ー種試驗臺架及其安裝方法和測試方法。
背景技術：
隨著新能源政策的不斷完善，我國新能源汽車產業化進程提速。然而，行駛里程限制和高昂的電池成本，一直是電動汽車普及的主要障礙。四驅強混車輛是前驅采用發動機和輔助電機結合驅動，后驅采用驅動電機驅動，電池儲存能量，車輛在運行過程中，可以根據エ況的不同采用前驅單獨驅動、后驅單獨驅動、四驅模式運行。因此此動力總成系統試驗臺架需要在傳統動力總成臺架上面改變驅動方式、能源供給方式、機械連接結構、臺架布置方式。目前，在國內，基本上都沒有能夠對混合動カ汽車動カ總成的耐久性進行有效考核的臺架。此測試臺架是自主創新的ー項發明，且其測試設備和資源都是在現有基礎上的成熟廣品。
發明內容
本發明的目的在于提供一種試驗臺架，試驗要包括車輛實際運行中的各種エ況，及電機輔助驅動，電機巡航發電，再生制動，怠速停機和啟動這五種エ況。使得各控制系統間通訊要實時、迅速，要使系統能在各エ況間進行準確有效的變換。本發明的目的主要是對四驅強混動カ總成系統的各子系統控制策略的驗證、改進、標定，各子系統零部件的性能進行驗證。此試驗臺架的主要構件包括發動機及控制器、驅動電機及控制器、電池及控制器、整車控制器、測功機等。CAN網絡低壓線束，整車控制器、電機控制器、電池管理系統、自動變速箱控制器、發電機組管理系統、臺架控制系統都連接在CAN網絡中，組成在臺架上的整車CAN網絡。具體技術方案如下一種試驗臺架，其用于四驅強混動力總成系統試驗，包括發動機及其控制器、驅動電機及其控制器、變速機構、整車控制器和測功機，其中變速機構包括第一變速機構和第二變速機構，測功機包括前驅測功機和后驅測功機，發動機通過第一變速機構和前驅測功機連接，驅動電機通過第二變速機構和后驅測功機連接，所述整車控制器用于接受來自外部的信號，根據整車控制策略向驅動電機控制器和發動機控制器發出發電扭矩請求和驅動扭矩需求，發動機控制器控制連接發動機，驅動電機控制器控制連接驅動電機。進ー步地，所述第一變速機構為變速箱，所述第二變速機構為減速器，變速箱設有變速箱控制器。進ー步地，還包括輔助電機及其控制器，輔助電機輔助發動機從而一同通過第一變速機構和前驅測功機連接。
進ー步地，還包括扭矩轉速傳感器，所述發動機和輔助電機通過變速箱、差速器、半軸、扭矩轉速傳感器和測功機連接，所述驅動電機通過變速機構、半軸、扭矩轉速傳感器和后驅測功機連接。進ー步地，還包括臺架控制系統，其用于根據預先設定好的速度曲線和扭矩曲線來控制測功機的運行，使發動機在預先定義好的エ況下運轉。進ー步地，還包括電池及控制器，電池和各電機的逆變器通過高壓線束進行連接。進ー步地，還包括CAN網絡，其中，低壓線束和CAN通訊線束將整車控制器、電機控制器、電池管理系統、自動變速箱控制器、發電機組管理系統以及臺架控制系統都連接在 CAN網絡中，組成在臺架上的整車CAN網絡。上述試驗臺架的安裝方法，采用如下步驟I)根據測功機位置、測功機輸出軸中心線位置，制作發動機支架、驅動電機支架、變速箱支架、聯軸器之間的中間支撐、聯軸器的防護罩支撐；2)利用測功機對中裝置，依次連接各系統部件；3)在鐵地板上安裝發電機組支架和發電機組總成，連接供油系統、排煙系統、冷卻系統；4)在合適的位置固定放置12V蓄電池、動カ電池及電池管理系統、整車控制器、電機控制器、發動機控制器和電機控制器、DCDC、發電機組控制器冷卻系統；5)根據各子系統及控制器的位置，制作低壓、CAN通訊線束，包括連接插件；6)通過線束將臺架控制系統與各子系統連接并進行通訊接ロ的調試；7)通過高壓線束，連接高壓電池、前驅輔助電機及控制器、電機及電機控制器、DCDC。上述試驗臺架的測試方法，采用如下步驟a.動カ總成、HCU、E⑶、T⑶、B⑶、電機、電池等的聯合調試利用臺架能夠完成前驅、后驅、四驅的特點，完成對四驅混合動カ動カ總成的運行調試；b.對整車CAN網絡進行接ロ調試；c.整車控制策略研究驗證測試完成對純電カ驅動、發動機啟動、發動機及輔助電機單獨驅動、再生制動、發動機啟停控制、輔助驅動控制等策略的驗證和臺架標定，對BMS控制策略進行調試、標定，對MCU控制進行驗證和優化，對TCU控制進行調試和優化；d.制動能量回饋試驗在臺架上模擬制動的過程，對四驅動カ總成的再生制動能量回收的策略進行驗證和優化標定；e.整車動カ性能模擬試驗在臺架控制系統里預設特定的エ況，多四驅混合動カ總成進行動カ性測試；f.整車駕駛模擬試驗對整車駕駛進行模擬，在臺架控制系統里，實現對駕駛行為的模擬；g.特定エ況下的整車燃油經濟性試驗模擬ECE、NEDC等標準行駛エ況，對整個臺架進行聯合運行，通過油耗儀來進行燃油經濟性的測量；h.特定エ況下的整車排放性能試驗通過尾氣測量裝置對動カ總成在特定エ況下的排放進行評估。進ー步地，當前エ況是前驅單獨驅動的時候，只啟動前驅兩個測功機，實現對整車負載的模擬；當前エ況是后輪單獨驅動時，只啟動后輪的兩個測功機，實現對整車負載的模擬；當前エ況是四驅時，啟動四個測功機來完成對整個四輪負載的模擬。與目前現有技術相比，本發明的臺架不同與普通的動カ總成臺架，主要能夠同時考核整個系統的控制策略，驗證其有效性和可靠性，同時還考核了電機系統、電池系統的有效性和耐久性等。
圖I是試驗臺架的總體結構。圖2是試驗臺架的機械結構布置。
具體實施例方式下面根據附圖對本發明進行詳細描述，其為本發明多種實施方式中的ー種優選實 施例。圖I是試驗臺架的總體結構圖，連接方式是前驅發動機和輔助電機通過變速箱、差速器、半軸、扭矩轉速傳感器和測功機連接，后驅動電機通過變速機構、半軸、扭矩轉速傳感器和后驅測功機連接，驅動電機通過聯軸器、扭矩轉速傳感器和測功機連接，電池包和電機的逆變器通過高壓線束進行連接。整車控制器接受來自外部的信號，根據整車控制策略向發電機組控制器和電機控制器發出發電扭矩請求和驅動扭矩需求。臺架控制系統根據預先設定好的速度曲線和扭矩曲線來控制測功機的運行，使發動機在預先定義好的エ況下運轉。電機扭矩和發動機扭矩的大小是由整車控制器根據電池SOC和扭矩需求大小來進行控制。通過臺架上位機軟件來控制整個臺架的運行，可以實現四個測功機的單獨運行。I、當前エ況是前驅單獨驅動的時候，只啟動前驅兩個測功機，實現對整車負載的模擬2、當前エ況是后輪單獨驅動時，只啟動后輪的兩個測功機，實現對整車負載的模擬3、當前エ況是四驅時，啟動四個測功機來完成對整個四輪負載的模擬。HCU接受來自外部的信號，根據自身的控制策略向EMS和MCU發出起停和扭矩需求。臺架控制軟件(PUMA)根據預先設定好的速度曲線和扭矩曲線來控制測功機的運行，使發動機在預先定義好的エ況下運轉。電機扭矩和發動機扭矩的分配(及電機輔助驅動的扭矩的大小)是由HCU根據發動機轉速大小和扭矩需求大小進行控制。安裝步驟I.根據測功機位置、測功機輸出軸中心線位置，制作發動機支架、驅動電機支架、變速箱支架、聯軸器之間的中間支撐、聯軸器的防護罩支撐。利用測功機對中裝置，依次按照圖2的結構連接各系統部件。2.在鐵地板上安裝發電機組支架和發電機組總成，連接供油系統、排煙系統、冷卻系統。3.在合適的位置固定放置12V蓄電池、動カ電池及電池管理系統、整車控制器、電機控制器、發動機控制器和電機控制器、DCDC、發電機組控制器冷卻系統。
4.根據各子系統及控制器的位置，制作低壓、CAN通訊線束，包括連接插件。通過線束將臺架控制系統與各子系統連接并進行通訊接ロ的調試。5.通過高壓線束，連接高壓電池、前驅輔助電機及控制器、電機及電機控制器、DCDC臺架試驗項目I.動カ總成、HCU、E⑶、T⑶、B⑶、電機、電池等的聯合調試利用臺架能夠完成前驅、后驅、四驅的特點，完成對四驅混合動カ動カ總成的運行調試，對整車CAN網絡進行接ロ調試。2.整車控制策略研究驗證測試(能量管理，啟停控制) 完成對純電カ驅動、發動機啟動、發動機及輔助電機単獨驅動、再生制動、發動機啟停控制、輔助驅動控制等策略的驗證和臺架標定。對BMS控制策略進行調試、標定。對MCU控制進行驗證和優化。對TCU控制進行調試和優化。3.制動能量回饋試驗在臺架上模擬制動的過程，對四驅動カ總成的再生制動能量回收的策略進行驗證和優化標定。4.整車動カ性能模擬試驗在臺架控制系統里預設ー些特定的エ況，多四驅混合動カ總成進行動力性測試，比如模擬坡道進行爬坡實驗，百公里加速實驗，超越加速實驗等。5.整車駕駛模擬試驗對整車駕駛進行模擬，在臺架控制系統里，可以實現對駕駛行為的模擬，臺架對駕駛行為的模擬是通過機械手臂來完成的，包括換擋、油門、制動等，6.特定エ況下的整車燃油經濟性試驗模擬ECE、NEDC等標準行駛エ況，對整個臺架進行聯合運行，通過油耗儀來進行燃油經濟性的測量。7.特定エ況下的整車排放性能試驗通過尾氣測量裝置對動カ總成在特定エ況下的排放進行評估。上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種試驗臺架，其特征在于，其用于四驅強混動力總成系統試驗，包括發動機及其控制器、驅動電機及其控制器、變速機構、整車控制器和測功機，其中變速機構包括第一變速機構和第二變速機構，測功機包括前驅測功機和后驅測功機，發動機通過第一變速機構和前驅測功機連接，驅動電機通過第二變速機構和后驅測功機連接，所述整車控制器用于接受來自外部的信號，根據整車控制策略向驅動電機控制器和發動機控制器發出發電扭矩請求和驅動扭矩需求，發動機控制器控制連接發動機，驅動電機控制器控制連接驅動電機。
2.如權利要求I所述的試驗臺架，其特征在于，所述第一變速機構為變速箱，所述第二變速機構為減速器，變速箱設有變速箱控制器。
3.如權利要求I或2所述的試驗臺架，其特征在于，還包括輔助電機及其控制器，輔助電機輔助發動機從而一同通過第一變速機構和前驅測功機連接。
4.如權利要求1-3中任一項所述的試驗臺架，其特征在于，還包括扭矩轉速傳感器，所述發動機和輔助電機通過變速箱、差速器、半軸、扭矩轉速傳感器和測功機連接，所述驅動電機通過變速機構、半軸、扭矩轉速傳感器和后驅測功機連接。
5.如權利要求1-4中任一項所述的試驗臺架，其特征在于，還包括臺架控制系統，其用于根據預先設定好的速度曲線和扭矩曲線來控制測功機的運行，使發動機在預先定義好的エ況下運轉。
6.如權利要求1-5中任一項所述的試驗臺架，其特征在于，還包括電池及控制器，電池和各電機的逆變器通過高壓線束進行連接。
7.如權利要求1-6中任一項所述的試驗臺架，其特征在于，還包括CAN網絡，其中，低壓線束和CAN通訊線束將整車控制器、電機控制器、電池管理系統、自動變速箱控制器、發電機組管理系統以及臺架控制系統都連接在CAN網絡中，組成在臺架上的整車CAN網絡。
8.如權利要求1-7所述試驗臺架的安裝方法，其特征在于，采用如下步驟 1)根據測功機位置、測功機輸出軸中心線位置，制作發動機支架、驅動電機支架、變速箱支架、聯軸器之間的中間支撐、聯軸器的防護罩支撐； 2)利用測功機對中裝置，依次連接各系統部件； 3)在鐵地板上安裝發電機組支架和發電機組總成，連接供油系統、排煙系統、冷卻系統； 4)在合適的位置固定放置12V蓄電池、動カ電池及電池管理系統、整車控制器、電機控制器、發動機控制器和電機控制器、DCDC、發電機組控制器冷卻系統； 5)根據各子系統及控制器的位置，制作低壓、CAN通訊線束，包括連接插件； 6)通過線束將臺架控制系統與各子系統連接并進行通訊接ロ的調試； 7)通過高壓線束，連接高壓電池、前驅輔助電機及控制器、電機及電機控制器、DCDC。
9.如權利要求1-7所述試驗臺架的測試方法，其特征在于，采用如下步驟 a.動カ總成、HCU、E⑶、T⑶、B⑶、電機、電池等的聯合調試利用臺架能夠完成前驅、后驅、四驅的特點，完成對四驅混合動カ動カ總成的運行調試； b.對整車CAN網絡進行接ロ調試； c.整車控制策略研究驗證測試完成對純電カ驅動、發動機啟動、發動機及輔助電機単獨驅動、再生制動、發動機啟停控制、輔助驅動控制等策略的驗證和臺架標定，對BMS控制策略進行調試、標定，對MCU控制進行驗證和優化，對TCU控制進行調試和優化；d.制動能量回饋試驗在臺架上模擬制動的過程，對四驅動カ總成的再生制動能量回收的策略進行驗證和優化標定； e.整車動カ性能模擬試驗在臺架控制系統里預設特定的エ況，多四驅混合動カ總成進行動力性測試； f.整車駕駛模擬試驗對整車駕駛進行模擬，在臺架控制系統里，實現對駕駛行為的模擬； g.特定エ況下的整車燃油經濟性試驗模擬ECE、NEDC等標準行駛エ況，對整個臺架進行聯合運行，通過油耗儀來進行燃油經濟性的測量； h.特定エ況下的整車排放性能試驗通過尾氣測量裝置對動カ總成在特定エ況下的排放進行評估。
10.如權利要求9所述的測試方法，其特征在干，當前エ況是前驅單獨驅動的時候，只啟動前驅兩個測功機，實現對整車負載的模擬；當前エ況是后輪單獨驅動時，只啟動后輪的兩個測功機，實現對整車負載的模擬；當前エ況是四驅時，啟動四個測功機來完成對整個四輪負載的模擬。
全文摘要
本發明涉及一種試驗臺架及其安裝方法和測試方法，其用于四驅強混動力總成系統試驗，包括發動機及其控制器、驅動電機及其控制器、變速機構、整車控制器和測功機，其中變速機構包括第一變速機構和第二變速機構，測功機包括前驅測功機和后驅測功機，發動機通過第一變速機構和前驅測功機連接，驅動電機通過第二變速機構和后驅測功機連接，所述整車控制器用于接受來自外部的信號，根據整車控制策略向驅動電機控制器和發動機控制器發出發電扭矩請求和驅動扭矩需求，發動機控制器控制連接發動機，驅動電機控制器控制連接驅動電機。
文檔編號G01M17/007GK102680248SQ20121015101
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月16日 優先權日2012年5月16日
發明者張學峰, 張永, 李波, 閆韻鵬 申請人:奇瑞汽車股份有限公司