專利名稱：混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)可靠性試驗臺架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于動力傳動系統(tǒng)臺架試驗技術，具體涉及一種混合動力汽車用混合動力系統(tǒng)的可靠性測試臺架。
背景技術：
混合動力電動汽車有汽油機和電機兩種動力源，混合動力系統(tǒng)集中了兩種動力源的優(yōu)點，是一種新型的汽車節(jié)能和環(huán)保技術，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的關注和研究。以發(fā)電/電動一體化ISG電機為重要構成部件的混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)，作為一種新型的動力傳動技術，目前還缺少相應的可靠性測試臺架對總成系統(tǒng)的可靠性進行測試和評價，基于混合動力系統(tǒng)開發(fā)的需要，設計了混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)可靠性試驗臺架。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為滿足混合動力汽車開發(fā)的需要，設計出一種結構緊湊、切實有效的混合動力系統(tǒng)可靠性試驗臺架，以實現(xiàn)對混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)的可靠性考核。
本發(fā)明提出的混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)可靠性試驗臺架包括發(fā)動機、發(fā)動機控制器ECU、ISG電機、電機控制器IPU、鎳氫動力電池組、電池管理系統(tǒng)BCM，測功機、臺架控制系統(tǒng)和上層控制器HCU。其中發(fā)動機與ISG電機集成，ISG電機位于發(fā)動機后面，發(fā)動機曲軸輸出端直接與ISG電機轉子相連，電機定子及外殼與發(fā)動機機體固定，形成動力總成，電機轉子通過法蘭盤和十字萬向節(jié)與測功機相連，沒有連接變速器。發(fā)動機控制器ECU與發(fā)動機、電機控制器IPU與電機之間通過導線進行連接，發(fā)動機由發(fā)動機控制器ECU進行控制，電機由電機控制器IPU進行控制。鎳氫動力電池組通過導線連接ISG電機，向ISG電機供電，ISG電機也可作為發(fā)電機向蓄電池充電，電池能量管理系統(tǒng)BCM與電池通過導線連接，控制電池的充放電。測功機與臺架控制系統(tǒng)通過導線連接，由臺架控制系統(tǒng)進行控制，發(fā)動機控制器ECU、電機控制器IPU和電池管理系統(tǒng)BCM和臺架控制系統(tǒng)都通過CAN通訊與上層控制器HCU連接，測功機的轉速和扭矩通過臺架控制系統(tǒng)傳送給HCU，而整個混合動力系統(tǒng)就通過上層控制器HCU對ECU、IPU、BCM進行協(xié)調控制。
本發(fā)明中，HCU根據(jù)現(xiàn)場采集的信息和加載的設定工況，確定電機的工作狀態(tài)和工作扭矩。HCU通過在一個測試循環(huán)中控制發(fā)動機的輸出扭矩、控制電機的狀態(tài)和扭矩來實現(xiàn)對混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)起動發(fā)動機、怠速起停、電動助力、再生制動工況的模擬。通過進行多次重復的測試循環(huán)實現(xiàn)對混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)可靠性的考核。
本發(fā)明與其它可靠性臺架相比，減少了變速器、離合器和試驗中變速器的換檔操縱裝置，將混合動力系統(tǒng)的主要部件發(fā)動機、電機及其控制系統(tǒng)集成，布置緊湊，試驗方案簡單，易于控制和實現(xiàn)。
圖1為本發(fā)明的結構示意框圖。
圖2是發(fā)動機與ISG電機集成的結構示意圖。
圖中1、發(fā)動機；2、ISG電機；3、十字萬向節(jié)；4、測功機；5、發(fā)動機控制器ECU；6、電機控制器IPU；7、動力蓄電池；8、電池管理系統(tǒng)BCM；9、臺架控制系統(tǒng)；10、上層控制系統(tǒng)HCU；11、發(fā)動機曲軸；12、發(fā)動機曲軸安裝螺釘；13、ISG電機線圈繞組；14、ISG電機定子及外殼；15；ISG電機定子磁鋼；16、ISG電機定子安裝擋圈；17、ISG電機轉子；18、連接法蘭盤安裝螺釘；19、連接法蘭盤；20、十字萬向節(jié)安裝螺釘；21、ISG定子殼體安裝螺釘；22、ISG電機定子安裝擋圈用螺釘；23、ISG電機轉子永磁體具體實施方式
圖1給出了本發(fā)明的結構示意框圖發(fā)動機1與ISG電機2集成為動力總成，動力總成通過十字萬向節(jié)3與測功機4相連，具體為發(fā)動機曲軸11的輸出端直接與ISG電機轉子17相連，電機定子及外殼14與發(fā)動機機體固定，ISG電機轉子17通過連接法蘭盤19和十字萬向節(jié)3與測功機4相連(參見圖2)。ISG電機2與動力蓄電池7(采用鎳氫動力電池)通過導線相連，發(fā)動機1的運行由發(fā)動機控制器ECU 5進行控制，ISG電機2的運行由電機控制器IPU 6進行控制，動力蓄電池7由電池管理系統(tǒng)BCM 8進行管理，發(fā)動機控制器ECU 5、電機控制器IPU 6、電池管理系統(tǒng)BCM 8均通過CAN通訊與上層控制器HCU 10相連，測功機4由臺架控制系統(tǒng)9控制，測功機4的轉速和扭矩通過臺架控制系統(tǒng)9傳送給上層控制器HCU 10。上層控制器HCU 10根據(jù)現(xiàn)場采集的信息和加載的設定工況，確定ISG電機2的工作狀態(tài)和工作扭矩。上層控制器HCU 10通過在一個測試循環(huán)中控制發(fā)動機的輸出扭矩、控制電機的狀態(tài)和扭矩來實現(xiàn)對混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)起動發(fā)動機、怠速起停、電動助力、再生制動工況的模擬。通過進行多次重復的測試循環(huán)實現(xiàn)對混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)可靠性的考核。
其中發(fā)動機與ISG電機集成的具體連接方式參見圖2，發(fā)動機曲軸11的隨處端通過發(fā)動機曲軸安裝螺釘12與ISG電機轉子17連接；ISG電機定子及外殼14通過ISG定子殼體安裝螺釘21固定在發(fā)動機1的機體上，ISG電機轉子永磁體23、ISG電機定子磁鋼15及ISG電機線圈繞組13安裝在ISG電機定子及外殼14內(nèi)，并由ISG電機定子安裝擋圈16限位，22為ISG電機定子安裝擋圈用螺釘。ISG電機轉子17通過連接法蘭盤安裝螺釘18與連接法蘭盤19連接，連接法蘭盤19再通過十字萬向節(jié)安裝螺釘20連接十字萬向節(jié)3。
在本實施例中發(fā)動機采用長安汽車公司的發(fā)動機；發(fā)動機控制器ECU可以采用上海聯(lián)合電子生產(chǎn)的ECU；電機采用上海御能公司生產(chǎn)的ISG電機；電機控制器IPU采用上海御能公司生產(chǎn)的IPU；電池采用中山中炬森萊公司生產(chǎn)的鎳氫電池組電池管理系統(tǒng)BCM采用中山中炬森萊公司鎳氫電池組配套用的BCM；測功機采用AVL公司生產(chǎn)的電力測功機；臺架控制系統(tǒng)采用AVL公司生產(chǎn)的臺架控制系統(tǒng)；十字萬向節(jié)采用長安公司汽車用萬向節(jié)；上層控制系統(tǒng)HCU采用北京恒潤公司代理的DSPACE。
權利要求
1.混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)可靠性試驗臺架，其特征在于它包括發(fā)動機、發(fā)動機控制器ECU、ISG電機、電機控制器IPU、動力蓄電池、電池管理系統(tǒng)BCM、測功機、臺架控制系統(tǒng)和上層控制器HCU；其中發(fā)動機與ISG電機集成，形成動力總成，電機輸出軸通過法蘭盤和十字萬向節(jié)與測功機相連；發(fā)動機節(jié)氣門控制器ECU與發(fā)動機、電機控制器IPU與電機之間分別通過導線進行連接；動力蓄電池通過導線連接ISG電機，電池能量管理系統(tǒng)BCM與電池通過導線連接；測功機與臺架控制系統(tǒng)通過導線連接；發(fā)動機控制器ECU、電機控制器IPU和電池管理系統(tǒng)BCM和臺架控制系統(tǒng)都通過CAN通訊與上層控制器HCU連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合動力汽車動力傳動系統(tǒng)可靠性試驗臺架，它包括發(fā)動機、發(fā)動機控制器ECU、ISG電機、電機控制器IPU、動力蓄電池、電池管理系統(tǒng)BCM、測功機、臺架控制系統(tǒng)和上層控制器HCU。其中發(fā)動機與ISG電機集成，形成動力總成，電機轉子通過法蘭盤和十字萬向節(jié)與測功機相連；發(fā)動機控制器ECU與發(fā)動機、電機控制器IPU與電機、動力蓄電機與ISG電機、電池能量管理系統(tǒng)BCM與電池、測功機與臺架控制系統(tǒng)之間都分別通過導線連接；發(fā)動機控制器ECU、電機控制器IPU和電池管理系統(tǒng)BCM和臺架控制系統(tǒng)都通過CAN通訊與上層控制器HCU連接。本發(fā)明的優(yōu)點是減少了變速器、離合器和試驗中變速器的換檔操縱裝置，將混合動力系統(tǒng)的主要部件發(fā)動機、電機及其控制系統(tǒng)集成，布置緊湊，試驗方案簡單，易于控制和實現(xiàn)。
文檔編號G01M17/007GK1800804SQ20061005402
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月13日 優(yōu)先權日2006年1月13日
發(fā)明者楊亞聯(lián), 秦大同, 楊陽, 胡建軍, 任勇, 周安健, 金國慶, 余濤 申請人:長安汽車(集團)有限責任公司, 重慶大學