一種混合動力汽車動力總成試驗臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種混合動力汽車動力總成試驗臺，包括動力單元、無極變速器、差速器、電力測功機、測功機控制系統(tǒng)、電池模擬器、控制單元、快速控制原型和功率分析儀。本發(fā)明的動力總成試驗臺可以滿足驅動電機、發(fā)動機、ISG電機三個動力源與無極變速箱CVT的耦合，還可以進行不同道路工況的模擬試驗，對混合動力汽車的動力總成進行全面的性能和匹配試驗；同時還可以對總成中的各個零部件進行單獨的性能測試，完成零部件的性能開發(fā)和驗證。
【專利說明】一種混合動力汽車動力總成試驗臺

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車的性能測試領域，具體涉及一種混合動力汽車動力總成試驗臺。

【背景技術】
[0002]混合動力汽車作為近年來是汽車行業(yè)發(fā)展的重點之一，近年來得到了快速發(fā)展。由于混合動力汽車中包括多個動力源且包含多種不同的運行模式，傳統(tǒng)的發(fā)動機臺架試驗方案已經(jīng)不適用與混合動力總成臺架的試驗需求。目前存在的如并聯(lián)式、串聯(lián)式、混聯(lián)式等不同驅動形式的混合動力技術的前提下，每一種驅動形式下又有不同的混合動力總成方案，針對不同的混合動力總成形式，各種不同的混合動力總成均須配備不同的混合動力總成臺架，對其進行研發(fā)驗證，大大增加了研發(fā)的成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種混合動力汽車動力總成試驗臺，旨在通過同一臺試驗臺實現(xiàn)混合動力汽車的整車控制策略調(diào)試、動力總成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、動力系統(tǒng)匹配以及單獨零部件性能測試試驗。
[0004]本發(fā)明采用的技術方案具體為:
[0005]一種混合動力汽車動力總成試驗臺，包括無極變速器、差速器、電力測功機、測功機控制系統(tǒng)、電池模擬器、控制單元、快速控制原型和功率分析儀，其中:所述無極變速箱通過工裝支架固定于基面，所述無極變速箱的輸入端與動力單元相連接，所述無極變速箱的輸出端與所述差速器的輸入端相連接，所述差速器的輸出軸通過扭矩傳感器連接至所述電力測功機，所述電力測功機通過通訊線連接至測功機控制系統(tǒng)；所述電池模擬器與所述測功機控制系統(tǒng)相連接，所述電池模擬器通過所述控制單元與所述快速控制原型相連接；所述功率分析儀分別與所述測功機控制系統(tǒng)和所述控制單元相連接；所述快速控制原型通過通訊線與計算機相連接，所述快速控制原型連接至車輛的油門踏板和制動踏板。
[0006]在上述混合動力汽車動力總成試驗臺中，所述動力單元包括驅動電機、發(fā)動機和186電機，所述無極變速箱的一個輸入端通過傳動軸與所述驅動電機相連接，所述無極變速箱的另一個輸入端通過離合器與所述發(fā)動機和所述電機分別相連接。
[0007]在上述混合動力汽車動力總成試驗臺中，所述控制單元包括電機控制器、發(fā)動機控制器、變速器控制器和整車控制器，所述電機控制器和所述發(fā)動機控制器通過通訊線與所述測功機控制系統(tǒng)和所述整車控制器分別相連接，所述變速器控制器通過通訊線與所述整車控制器相連接，所述測功機控制系統(tǒng)和所述整車控制器通過通訊線分別與所述快速控制原型相連接。
[0008]在上述混合動力汽車動力總成試驗臺中，所述電機控制器的交流端通過三相交流動力線與所述驅動電機和所述電機分別相連接，所述電機控制器的直流端通過直流動力線與所述電池模擬器相連接。
[0009]在上述混合動力汽車動力總成試驗臺中，所述功率分析儀連接有直流電壓及電流傳感器、第一交流電壓及電流傳感器和第二交流電壓及電流傳感器，所述直流電壓及電流傳感器與近電機控制器端的直流動力線相連接，所述第一交流電壓及電流傳感器與近驅動電機端的交流動力線相連接；所述第二交流電壓及電流傳感器與近電機端的交流動力線相連接，所述功率分析儀通過通訊線與所述測功機控制系統(tǒng)相連接。
[0010]在上述混合動力汽車動力總成試驗臺中，還包括油耗儀，所述油耗儀通過油管與所述發(fā)動機油軌相連接，所述油耗儀通過通訊線與測功機控制系統(tǒng)相連接。
[0011]在上述混合動力汽車動力總成試驗臺中，還包括冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)與電機控制器、驅動電機以及電機依次相連接，形成第一冷卻回路，所述冷卻系統(tǒng)與發(fā)動機雙向連接，形成第二冷卻回路。
[0012]在上述混合動力汽車動力總成試驗臺中，所述電機和所述發(fā)動機集成為一體式結構。
[0013]所述動力單元包括本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:
[0014]本發(fā)明的混合動力汽車動力總成試驗臺可以滿足包括驅動電機、發(fā)動機和電機在內(nèi)的三個動力源和無極變速箱的耦合，各個單元的控制器都可以與整車控制器進行信息傳遞和命令的發(fā)送；
[0015]還可以進行不同道路工況的模擬試驗，對混合動力汽車的動力總成進行全面的性能和匹配試驗，對動力總成進行驗證和開發(fā)；同時還可以對總成中的各個零部件進行單獨的性能測試，完成零部件的性能開發(fā)和驗證。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]當結合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。
[0017]圖1為本發(fā)明一種混合動力汽車動力總成試驗臺的結構示意圖。
[0018]圖中:1、電力測功機2、扭矩傳感器3、驅動電機4、電機控制器1⑶4(集成了驅動電機控制器及電機控制器)5、186電機6、發(fā)動機7、第一交流電壓及電流傳感器8、第二交流電壓及電流傳感器9、發(fā)動機控制器2⑶10、整車控制器11、電池模擬器
12、直流電壓及電流傳感器13、冷卻系統(tǒng)14、功率分析儀15、油耗儀16、測功機控制系統(tǒng)
17、快速控制原型18、計算機19、油門踏板20、制動踏板21、差速器22、無極變速箱23、變速箱控制器I⑶24、離合器。

【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細的說明。
[0020]如圖1所示的一種混合動力汽車動力總成試驗臺，包括電力測功機1、扭矩傳感器
2、驅動電機3、電機控制器4,186電機5、發(fā)動機6、交流電壓及電流傳感器7，交流電壓及電流傳感器8、發(fā)動機控制器2⑶9、整車控制器10、電池模擬器11、直流電壓及電流傳感器12、冷卻系統(tǒng)13、功率分析儀14、油耗儀15、測功機控制系統(tǒng)？111^16、快速控制原型必?八⑶17、計算機18、油門踏板19、制動踏板20、差速器21，無極變速箱”122、變速箱控制器I'⑶23和離合器24，其中:
[0021]無極變速箱”122通過工裝支架固定于鐵地板，無極變速箱23的一個輸入端通過傳動軸與驅動電機3相連接，無極變速箱(^122的另一個輸入端通過離合器24與一體集成的發(fā)動機6與電機5相連接，無極變速箱?122的輸出端與差速器21的輸入端相連接，差速器21的輸出軸通過扭矩傳感器2連接至電力測功機1 ；
[0022]電力測功機1通過通訊線與測功機控制系統(tǒng)？111^16相連，測功機控制系統(tǒng)？1111? 16兼具控制電力測功機1和道路工況的編輯功能。
[0023]油耗儀15通過油管與發(fā)動機6的油軌相連接，油耗儀15通訊線與測功機控制系統(tǒng)相連，將采集到的油耗參數(shù)傳送至測功機控制系統(tǒng)；
[0024]電機控制器1(:?的交流端通過三相交流動力線與驅動電機3和電機5分別相連接。電機控制器4的直流端通過直流動力線與電池模擬器11相連，實現(xiàn)了電池模擬器11對電機控制器4進行供電以及吸收電機5發(fā)出電能的功能；
[0025]直流電壓及電流傳感器12與靠近電機控制器4一端的直流動力線相連接；交流電壓及電流傳感器第一 7與交流動力線靠近電機5 —端相連接，第二交流電壓及電流傳感器8與靠近驅動電機3 —端的交流動力線相連接，同時直流電壓及電流傳感器12和交流電壓及電流傳感器(73)分別接入功率分析儀14，功率分析儀14通過通訊線與測功機控制系統(tǒng)相連接，將采集到的交流、直流電壓電流以及功率參數(shù)傳送至測功機控制系統(tǒng)
？11艦 16 ；
[0026]冷卻系統(tǒng)13與驅動電機3、電機控制器4、1%電機5以及發(fā)動機6通過膠皮管構成兩個冷卻回路，用于整車冷卻系統(tǒng)的測試；其中:
[0027]冷卻系統(tǒng)13與電機控制器4、驅動電機3以及電機5依次相連接，形成第一冷卻回路，而冷卻系統(tǒng)13與發(fā)動機6雙向連接，形成第二冷卻回路。
[0028]此外，試驗臺的附近還設有發(fā)動機冷卻系統(tǒng)、機油冷卻系統(tǒng)以及電機冷卻系統(tǒng)，用于單獨地測試發(fā)動機和電機的性能。
[0029]發(fā)動機控制器2⑶9、電機控制器4、電池模擬器11通過線分別與測功機控制系統(tǒng)？1111^16和整車控制器卩⑶10相連接，變速箱控制器I'⑶23通過0^線與整車控制器乂⑶10相連接，測功機控制系統(tǒng)和整車控制器乂⑶10通過0^線與快速控制原型必?八⑶17相連接，實現(xiàn)了各個控制器之間的信息傳遞以及命令的發(fā)送、接收，通過在測功機控制系統(tǒng)的控制軟件中載入預先設定的工況文件，測功機控制系統(tǒng)將工況曲線發(fā)送給快速控制原型必?八⑶17。
[0030]快速控制原型必?八⑶17通過通訊線與計算機18相連，從快速控制原型必?八⑶17中讀取工況曲線，試驗操作人員根據(jù)計算機18上顯示的工況曲線，通過油門踏板19和制動踏板20進行加速和剎車的操作，進行模擬工況試驗。
[0031]本發(fā)明的試驗臺用混動力汽車的動力總成試驗中時，主要具有如下五種工作模式:
[0032]第一種工作模式:當電池30(:大于設定值一時，只有驅動電機3運行，電池模擬器11只對驅動電機3進行供電，發(fā)動機6不參與工作；
[0033]第二種工作模式:當切換到高速模式時，驅動電機3運行，186電機5啟動(但發(fā)動機6不工作)，二者的動力通過耦合共同輸出；
[0034]第三種工作模式:當切換到高負荷模式時，驅動電機3運行，同時發(fā)動機6啟動(186電機5不工作)，兩者的動力通過耦合共同輸出；
[0035]第四種工作模式:當電池30(:小于設定值二時，驅動電機3驅動車輛，離合器24斷開，發(fā)動機6啟動，其全部動力用于驅動電機5發(fā)電；
[0036]第五種工作模式:當接收到制動信號時，電池模擬器11停止對驅動電機3的供電，驅動電機3進入發(fā)電模式，其發(fā)出的電反饋給電池模擬器11。
[0037]通過整車控制器來設定上述五種模式，用于整車控制策略的調(diào)教。
[0038]通過將發(fā)動機與電機一體集成，發(fā)動機控制器、電機控制器、變速箱控制器、電池模擬器、整車控制器、測功機的控制系統(tǒng)分別與與快速控制原型必?八⑶相連接，通過通訊線進行信息交換，實現(xiàn)了控制策略調(diào)試、動力總成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、動力系統(tǒng)匹配以及單獨零部件性能測試的試驗和驗證工作，具體包括:
[0039]可以進行整車在純電驅動模式、混合驅動模式、發(fā)電模式和制動能量回收模式下的試驗以及進行整車控制策略研宄、開發(fā)和驗證試驗，還可以完成包括驅動電機、電機、發(fā)動機、直流轉換器0(:/0(:和冷卻系統(tǒng)在內(nèi)的零部件的性能試驗。
[0040]如上所述，對本發(fā)明的實施例進行了詳細地說明，顯然，只要實質上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果、對本領域的技術人員來說是顯而易見的變形，也均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種混合動力汽車動力總成試驗臺，其特征在于，包括動力單元、無極變速器、差速器、電力測功機、測功機控制系統(tǒng)、電池模擬器、控制單元、快速控制原型和功率分析儀，其中: 所述無極變速箱通過工裝支架固定于基面，所述無極變速箱的輸入端與動力單元相連接，所述無極變速箱的輸出端與所述差速器的輸入端相連接，所述差速器的輸出軸通過扭矩傳感器連接至所述電力測功機，所述電力測功機通過通訊線連接至測功機控制系統(tǒng)； 所述電池模擬器與所述測功機控制系統(tǒng)相連接，所述電池模擬器通過所述控制單元與所述快速控制原型相連接；所述功率分析儀分別與所述測功機控制系統(tǒng)和所述控制單元相連接； 所述快速控制原型通過通訊線與計算機相連接，所述快速控制原型連接至車輛的油門踏板和制動踏板。
2.根據(jù)權利要求1所述的混合動力汽車動力總成試驗臺，其特征在于，所述動力單元包括驅動電機、發(fā)動機和ISG電機，所述無極變速箱的一個輸入端通過傳動軸與所述驅動電機相連接，所述無極變速箱的另一個輸入端通過離合器與所述發(fā)動機和所述ISG電機分別相連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的混合動力汽車動力總成試驗臺，其特征在于，所述控制單元包括電機控制器、發(fā)動機控制器、變速器控制器和整車控制器，所述電機控制器和所述發(fā)動機控制器通過通訊線與所述測功機控制系統(tǒng)和所述整車控制器分別相連接，所述變速器控制器通過通訊線與所述整車控制器相連接，所述測功機控制系統(tǒng)和所述整車控制器通過通訊線分別與所述快速控制原型相連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的混合動力汽車動力總成試驗臺，其特征在于，所述電機控制器的交流端通過三相交流動力線與所述驅動電機和所述ISG電機分別相連接，所述電機控制器的直流端通過直流動力線與所述電池模擬器相連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的混合動力汽車動力總成試驗臺，其特征在于，所述功率分析儀連接有直流電壓及電流傳感器、第一交流電壓及電流傳感器和第二交流電壓及電流傳感器，所述直流電壓及電流傳感器與近電機控制器端的直流動力線相連接，所述第一交流電壓及電流傳感器與近驅動電機端的交流動力線相連接；所述第二交流電壓及電流傳感器與近ISG電機端的交流動力線相連接，所述功率分析儀通過通訊線與所述測功機控制系統(tǒng)相連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的混合動力汽車動力總成試驗臺，其特征在于，還包括油耗儀，所述油耗儀通過油管與所述發(fā)動機油軌相連接，所述油耗儀通過通訊線與測功機控制系統(tǒng)相連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的混合動力汽車動力總成試驗臺，其特征在于，還包括冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)與電機控制器、驅動電機以及ISG電機依次相連接，形成第一冷卻回路，所述冷卻系統(tǒng)與發(fā)動機雙向連接，形成第二冷卻回路。
8.根據(jù) 權利要求1所述的混合動力汽車動力總成試驗臺，其特征在于，所述ISG電機和所述發(fā)動機集成為一體式結構。
【文檔編號】G01M15/00GK104502106SQ201410680672
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權日:2014年11月24日
【發(fā)明者】李毅, 董英雷, 田博士, 劉瑩 申請人:北京新能源汽車股份有限公司