一种分布式能源供给系统的台架测试系统及测试方法

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一种分布式能源供给系统的台架测试系统及测试方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及汽车性能测试领域，尤其是指一种分布式能源供给系统的台架测试系统及测试方法。\n背景技术\n[0002] 采用混合能源驱动车辆是一种介于传统车辆和纯动力电池提供能源驱动车辆之间的过渡型车辆，兼有传统车辆和纯动力电池提供能源驱动车辆的一些优点，如低排放、高效率和续航里程长等。目前市场上的采用混合能源驱动车辆主要采用单一增程器和单一动力电池联合提供能源供给。\n[0003] 但在对混合能源驱动车辆的测试方法中，不能为双增程器或多增程器及其控制系统搭建测试架构，并且不能与实际匹配的车型作为其系统测试的主要对象，在实施过程中不可以对测试系统的部件进行多重保护，不能得到实时的、同步的试验数据，不能给分布式动力系统整车开发给以重要数据支撑。中国专利公开号CN102252856A，公开日2011年11月\n23日，名称为“一种电动汽车动力系统总成测试系统”的发明专利中公开了一种电动汽车动力系统总成测试系统,包括计算机模块、电源、CAN总线单元、动力控制单元、安全监控单元、车载充电器单元、电池包管理单元、电机控制单元、电机单元,第一电池模块、第二电池模块,电机单元包括第一电机及第二电机,第一电机及第二单元的转子相连。本发明将两套同样的电机单元、电机控制单元、电池包控制单元、车载充电器单元结合在一起。通过将两电机串联在一起,从而实现能量在电机单元交互。但该系统不适用于分布式能源供给系统的台架测试。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的是克服现有技术对混合能源驱动车辆的测试方法中缺乏对双增程器或多增程器与动力电池联合提供能源供给的测试方法的缺点，提供一种分布式能源供给系统的台架测试系统及测试方法。\n[0005] 本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：\n[0006] 一种分布式能源供给系统的台架测试系统，包括台架，台架上设有功率跟随器组、燃料供给及采集系统、驱动系统控制系统、驱动系统、电池模拟器系统和分布式系统能量管理单元，分布式能源供给系统的台架测试系统还包括测试负载和测试负载控制系统，功率跟随器组内设有若干个功率跟随器，每个功率跟随器内均设有功率跟随器能量管理单元，若干个功率跟随器能量管理单元之间通过CAN总线连接，测试负载和测试负载控制系统之间通过CAN总线连接，燃料供给及采集系统、驱动系统控制系统、驱动系统、测试负载控制系统、电池模拟器系统、分布式系统能量管理单元均与CAN总线相连接，功率跟随器组、电池模拟器系统和分布式系统能量单元均通过高压强电与驱动系统控制系统相连接，驱动系统控制系统通过高压强电与驱动系统相连接，燃料供给及采集系统用于对功率跟随器组内的各个功率跟随器供气，驱动系统通过机械能量与测试负载相连接。\n[0007] 功率跟随器是指具有整车功率跟随功能的增程器，即由燃料发动机、发电机和控制器组成的将化学能转化为电能的发电机组。功率跟随器组，采用多个功率跟随器的组合，根据当前整车的需求，可以开启不同数量的功率跟随器工作，它在分布式能量管理单元的控制下根据整车能量的需求可以各自独立地从发动机的化学能转化为电能输出到直流母线上供给驱动系统。动力电池通过动力电缆连接到公共直流母线上，在分布式系统能量管理单元的控制下通过公共直流母线进行充电或放电；分布式系统能量管理单元根据当前整车行驶工况和驱动系统所需能量状态，对功率跟随器组和动力电池所能提供的能量进行优化组合，保证各个部件发挥出最高效的能量利用率，本发明中动力电池由电池模拟器系统替代；这些电能通过公共直流母线输送到驱动系统，以在其驱动系统控制系统的控制下转换为机械能传递给车辆的传动系统驱动车辆行驶。\n[0008] 分布式系统能量管理单元能对功率随器组的功率跟随器能量管理单元和电池模拟器系统、驱动系统控制系统、测试负载控制系统、燃料供给及采集系统进行CAN通讯，实时监测各个系统的运行状态及传输试验数据。并在系统的部件出现故障时，分布式系统能量管理单元同时给功率跟随器能量管理单元、驱动系统控制系统、电池模拟器系统、燃油供给及采集系统、测试负载控制系统发处理信号，遇到紧急情况也可紧急停止。\n[0009] 作为一种优选方案，分布式能源供给系统的台架测试系统还包括功率分析设备, 功率分析设备与CAN总线相连接。\n[0010] 采用功率分析设备分别同步实施采集驱动系统及功率跟随器组个效率的方法保证了瞬态工况数据可查性。避免了测试负载控制系统和驱动系统、燃料供给及采集系统之间因不同步产生的安全风险及数据不同步车辆分析的风险性。\n[0011] 例如，当驱动系统控制系统出现超速报警时，其发出的转速信号由分布式系统能量管理单元接收到此信号，通过其预先设置好的控制逻辑将紧急停止处理信号反馈给驱动系统控制系统和功率跟随器能量管理单元，同时也反馈给燃料供给及采集系统和测试负载控制系统。驱动控制系统要求对驱动电机进行停机或者紧急停止命令；功率跟随器控管理单元同时要求对发动机控制器和发电机控制器进行停机或者紧急停止命令；燃料供给及采集系统紧急停止燃料供给；测试负载控制系统进行停机或者紧急停止。\n[0012] 作为一种优选方案，功率跟随器的数量为2-4个。\n[0013] 一种分布式能源供给系统的台架测试方法, 包括以下步骤：\n[0014] 步骤1，测试负载控制系统先获取整车的相关参数，然后测试负载控制系统对典型工况进行仿真分析，仿真分析后的工步参数用于测试负载控制系统控制测试负载；\n[0015] 步骤2，测试负载控制系统发出模拟负载信号给分布式系统能量管理单元，然后分布式系统能量管理单元通过CAN信号对电池模拟器系统、驱动系统控制系统、燃料供给及采集系统和功率跟随器能量管理单元进行同步运转控制，测试负载控制系统按照仿真分析的工步开始进行自动循环测试；\n[0016] 步骤3，电池模拟器系统、驱动系统控制系统、燃料供给及采集系统和功率跟随器能量管理单元的数据通过CAN总线通讯由分布式系统能量管理单元发给测试负载控制系统进行记录。\n[0017] 作为一种优选方案，步骤3中还包括功率分析设备同步实时采集驱动系统及功率跟随器组的效率数据，效率数据通过CAN总线通讯由分布式系统能量管理单元发给测试负载控制系统进行记录。\n[0018] 本发明的有益效果是，分布式能源供给系统的台架测试系统及测试方法能对双增程器或多增程器与动力电池联合提供能源供给提供准确有效的测试，得到真实的、有效的的试验数据，为整车匹配及控制算法提供有效支撑。\n附图说明\n[0019] 图1是本发明的一种电路原理连接图；\n[0020] 图2是本发明的另一种电路原理连接图。\n[0021] 其中：1、功率跟随器组，2、燃料供给及采集系统，3、驱动系统控制系统，4、驱动系统，5、测试负载，6、测试负载控制系统，7、电池模拟器系统，8、功率分析设备，9、分布式系统能量管理单元，11、功率跟随器，111、功率跟随器能量管理单元。\n具体实施方式\n[0022] 下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。\n[0023] 实施例1：一种分布式能源供给系统的台架测试系统，其电路原理连接图如图1所示，包括台架，台架上设有功率跟随器组1、燃料供给及采集系统2、驱动系统控制系统3、驱动系统4、电池模拟器系统7和分布式系统能量管理单元9，分布式能源供给系统的台架测试系统还包括测试负载5和测试负载控制系统6，功率跟随器组内设有若干个功率跟随器11，每个功率跟随器内均设有功率跟随器能量管理单元111，若干个功率跟随器能量管理单元之间通过CAN总线连接，测试负载和测试负载控制系统之间通过CAN总线连接，燃料供给及采集系统、驱动系统控制系统、驱动系统、测试负载控制系统、电池模拟器系统、分布式系统能量管理单元均与CAN总线相连接，功率跟随器组、电池模拟器系统和分布式系统能量单元均通过高压强电与驱动系统控制系统相连接，驱动系统控制系统通过高压强电与驱动系统相连接，燃料供给及采集系统用于对功率跟随器组内的各个功率跟随器供气，驱动系统通过机械能量与测试负载相连接。\n[0024] 功率跟随器是指具有整车功率跟随功能的增程器，即由燃料发动机、发电机和控制器组成的将化学能转化为电能的发电机组。功率跟随器组，采用多个功率跟随器的组合，根据当前整车的需求，可以开启不同数量的功率跟随器工作，它在分布式能量管理单元的控制下根据整车能量的需求可以各自独立地从发动机的化学能转化为电能输出到直流母线上供给驱动系统。动力电池通过动力电缆连接到公共直流母线上，在分布式系统能量管理单元的控制下通过公共直流母线进行充电或放电；分布式系统能量管理单元根据当前整车行驶工况和驱动系统所需能量状态，对功率跟随器组和动力电池所能提供的能量进行优化组合，保证各个部件发挥出最高效的能量利用率，本发明中动力电池由电池模拟器系统替代；这些电能通过公共直流母线输送到驱动系统，以在其驱动系统控制系统的控制下转换为机械能传递给车辆的传动系统驱动车辆行驶。\n[0025] 一种分布式能源供给系统的台架测试方法, 包括以下步骤：\n[0026] 步骤1，测试负载控制系统先获取整车的相关参数，然后测试负载控制系统对典型工况进行仿真分析，仿真分析后的工步参数用于测试负载控制系统控制测试负载；\n[0027] 步骤2，测试负载控制系统发出模拟负载信号给分布式系统能量管理单元，然后分布式系统能量管理单元通过CAN信号对电池模拟器系统、驱动系统控制系统、燃料供给及采集系统和功率跟随器能量管理单元进行同步运转控制，测试负载控制系统按照仿真分析的工步开始进行自动循环测试；\n[0028] 步骤3，电池模拟器系统、驱动系统控制系统、燃料供给及采集系统和功率跟随器能量管理单元的数据通过CAN总线通讯由分布式系统能量管理单元发给测试负载控制系统进行记录。\n[0029] 实施例2，一种分布式能源供给系统的台架测试系统，其原理和实施方法与实施例\n1基本相同，不同之处如图2所示，还包括功率分析设备，功率分析设备与CAN总线相连接。步骤3中还包括功率分析设备同步实时采集驱动系统及功率跟随器组的效率数据，效率数据通过CAN总线通讯由分布式系统能量管理单元发给测试负载控制系统进行记录。\n[0030] 当驱动系统控制系统出现超速报警时，其发出的转速信号由分布式系统能量管理单元接收到此信号，通过其预先设置好的控制逻辑将紧急停止处理信号反馈给驱动系统控制系统和功率跟随器能量管理单元，同时也反馈给燃料供给及采集系统和测试负载控制系统。驱动控制系统要求对驱动电机进行停机或者紧急停止命令；功率跟随器控管理单元同时要求对发动机控制器和发电机控制器进行停机或者紧急停止命令；燃料供给及采集系统紧急停止燃料供给；测试负载控制系统进行停机或者紧急停止。