一种混合动力汽车动力总成试验台

1.一种混合动力汽车动力总成试验台，其特征在于，包括动力单元、无极变速器、差速器、电力测功机、测功机控制系统、电池模拟器、控制单元、快速控制原型和功率分析仪，其中：
所述无极变速箱通过工装支架固定于基面，所述无极变速箱的输入端与动力单元相连接，所述无极变速箱的输出端与所述差速器的输入端相连接，所述差速器的输出轴通过扭矩传感器连接至所述电力测功机，所述电力测功机通过通讯线连接至测功机控制系统；
所述电池模拟器与所述测功机控制系统相连接，所述电池模拟器通过所述控制单元与所述快速控制原型相连接；所述功率分析仪分别与所述测功机控制系统和所述控制单元相连接；
所述快速控制原型通过通讯线与计算机相连接，所述快速控制原型连接至车辆的油门踏板和制动踏板。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力总成试验台，其特征在于，所述动力单元包括驱动电机、发动机和ISG电机，所述无极变速箱的一个输入端通过传动轴与所述驱动电机相连接，所述无极变速箱的另一个输入端通过离合器与所述发动机和所述ISG电机分别相连接。
3.根据权利要求2所述的混合动力汽车动力总成试验台，其特征在于，所述控制单元包括电机控制器、发动机控制器、变速器控制器和整车控制器，所述电机控制器和所述发动机控制器通过通讯线与所述测功机控 制系统和所述整车控制器分别相连接，所述变速器控制器通过通讯线与所述整车控制器相连接，所述测功机控制系统和所述整车控制器通过通讯线分别与所述快速控制原型相连接。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车动力总成试验台，其特征在于，所述电机控制器的交流端通过三相交流动力线与所述驱动电机和所述ISG电机分别相连接，所述电机控制器的直流端通过直流动力线与所述电池模拟器相连接。
5.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力总成试验台，其特征在于，所述功率分析仪连接有直流电压及电流传感器、第一交流电压及电流传感器和第二交流电压及电流传感器，所述直流电压及电流传感器与近电机控制器端的直流动力线相连接，所述第一交流电压及电流传感器与近驱动电机端的交流动力线相连接；所述第二交流电压及电流传感器与近ISG电机端的交流动力线相连接，所述功率分析仪通过通讯线与所述测功机控制系统相连接。
6.根据权利要求2所述的混合动力汽车动力总成试验台，其特征在于，还包括油耗仪，所述油耗仪通过油管与所述发动机油轨相连接，所述油耗仪通过通讯线与测功机控制系统相连接。
7.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力总成试验台，其特征在于，还包括冷却系统，所述冷却系统与电机控制器、驱动电机以及ISG电机依次相连接，形成第一冷却回路，所述冷却系统与发动机双向连接，形 成第二冷却回路。
8.根据权利要求2所述的混合动力汽车动力总成试验台，其特征在于，所述ISG电机和所述发动机集成为一体式结构。

一种混合动力汽车动力总成试验台
技术领域
[0001] 本实用新型涉及汽车的性能测试领域，具体涉及一种混合动力汽车动力总成试验台。
背景技术
[0002] 混合动力汽车作为近年来是汽车行业发展的重点之一，近年来得到了快速发展。
由于混合动力汽车中包括多个动力源且包含多种不同的运行模式，传统的发动机台架试验方案已经不适用与混合动力总成台架的试验需求。目前存在的如并联式、串联式、混联式等不同驱动形式的混合动力技术的前提下，每一种驱动形式下又有不同的混合动力总成方案,针对不同的混合动力总成形式，各种不同的混合动力总成均须配备不同的混合动力总成台架，对其进行研发验证，大大增加了研发的成本。
实用新型内容
[0003] 有鉴于此，本实用新型提供一种混合动力汽车动力总成试验台，旨在通过同一台试验台实现混合动力汽车的整车控制策略调试、动力总成系统联调、动力系统匹配以及单独零部件性能测试试验。
[0004] 本实用新型采用的技术方案具体为：
[0005] 一种混合动力汽车动力总成试验台，包括无极变速器、差速器、电力测功机、测功机控制系统、电池模拟器、控制单元、快速控制原型和功率分析仪，其中：所述无极变速箱通过工装支架固定于基面，所述无极变速箱的输入端与动力单元相连接，所述无极变速箱的输出端与所述差速器的输入端相连接，所述差速器的输出轴通过扭矩传感器连接至所述电力测功机，所述电力测功机通过通讯线连接至测功机控制系统；所述电池模拟器与所述测功机控制系统相连接，所述电池模拟器通过所述控制单元与所述快速控制原型相连接；所述功率分析仪分别与所述测功机控制系统和所述控制单元相连接；所述快速控制原型通过通讯线与计算机相连接，所述快速控制原型连接至车辆的油门踏板和制动踏板。
[0006] 在上述混合动力汽车动力总成试验台中，所述动力单元包括驱动电机、发动机和ISG电机，所述无极变速箱的一个输入端通过传动轴与所述驱动电机相连接，所述无极变速箱的另一个输入端通过离合器与所述发动机和所述ISG电机分别相连接。
[0007] 在上述混合动力汽车动力总成试验台中，所述控制单元包括电机控制器、发动机控制器、变速器控制器和整车控制器，所述电机控制器和所述发动机控制器通过通讯线与所述测功机控制系统和所述整车控制器分别相连接，所述变速器控制器通过通讯线与所述整车控制器相连接，所述测功机控制系统和所述整车控制器通过通讯线分别与所述快速控制原型相连接。
[0008] 在上述混合动力汽车动力总成试验台中，所述电机控制器的交流端通过三相交流动力线与所述驱动电机和所述ISG电机分别相连接，所述电机控制器的直流端通过直流动力线与所述电池模拟器相连接。
[0009] 在上述混合动力汽车动力总成试验台中，所述功率分析仪连接有直流电压及电流传感器、第一交流电压及电流传感器和第二交流电压及电流传感器，所述直流电压及电流传感器与近电机控制器端的直流动力线相连接，所述第一交流电压及电流传感器与近驱动电机端的交流动力线相连接；所述第二交流电压及电流传感器与近ISG电机端的交流动力线相连接，所述功率分析仪通过通讯线与所述测功机控制系统相连接。
[0010] 在上述混合动力汽车动力总成试验台中，还包括油耗仪，所述油耗仪通过油管与所述发动机油轨相连接，所述油耗仪通过通讯线与测功机控制系统相连接。
[0011] 在上述混合动力汽车动力总成试验台中，还包括冷却系统，所述冷却系统与电机控制器、驱动电机以及ISG电机依次相连接，形成第一冷却回路，所述冷却系统与发动机双向连接，形成第二冷却回路。
[0012] 在上述混合动力汽车动力总成试验台中，所述ISG电机和所述发动机集成为一体式结构。
[0013] 所述动力单元包括本实用新型产生的有益效果是：
[0014] 本实用新型的混合动力汽车动力总成试验台可以满足包括驱动电机、发动机和ISG电机在内的三个动力源和无极变速箱的耦合，各个单元的控制器都可以与整车控制器进行信息传递和命令的发送；
[0015] 还可以进行不同道路工况的模拟试验，对混合动力汽车的动力总成进行全面的性能和匹配试验，对动力总成进行验证和开发；同时还可以对总成中的各个零部件进行单独的性能测试，完成零部件的性能开发和验证。
附图说明
[0016] 当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本实用新型。此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
[0017] 图1为本实用新型一种混合动力汽车动力总成试验台的结构示意图。
[0018] 图中：1、电力测功机 2、扭矩传感器 3、驱动电机 4、电机控制器MCU 4(集成了驱动电机控制器及ISG电机控制器) 5、ISG电机 6、发动机 7、第一交流电压及电流传感器 8、第二交流电压及电流传感器 9、发动机控制器ECU 10、整车控制器VCU
11、电池模拟器 12、直流电压及电流传感器 13、冷却系统 14、功率分析仪 15、油耗仪
16、测功机控制系统Puma 17、快速控制原型dSPACE 18、计算机 19、油门踏板 20、制动踏板 21、差速器 22、无极变速箱CVT 23、变速箱控制器TCU 24、离合器。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。
[0020] 如图1所示的一种混合动力汽车动力总成试验台，包括电力测功机1、扭矩传感器
2、驱动电机3、电机控制器MCU 4、ISG电机5、发动机6、交流电压及电流传感器7，交流电压及电流传感器8、发动机控制器ECU 9、整车控制器VCU 10、电池模拟器11、直流电压及电流传感器12、冷却系统13、功率分析仪14、油耗仪15、测功机控制系统Puma16、快速控制原型dSPACE17、计算机18、油门踏板19、制动踏板20、差速器21，无极变速箱CVT22、变速箱控制器TCU 23和离合器24，其中：
[0021] 无极变速箱CVT22通过工装支架固定于铁地板，无极变速箱CVT23的一个输入端通过传动轴与驱动电机3相连接，无极变速箱CVT22的另一个输入端通过离合器24与一体集成的发动机6与ISG电机5相连接，无极变速箱CVT22的输出端与差速器21的输入端相连接，差速器21的输出轴通过扭矩传感器2连接至电力测功机1；
[0022] 电力测功机1通过通讯线与测功机控制系统Puma16相连，测功机控制系统Puma16兼具控制电力测功机1和道路工况的编辑功能。
[0023] 油耗仪15通过油管与发动机6的油轨相连接，油耗仪15通讯线与测功机控制系统Puma16相连，将采集到的油耗参数传送至测功机控制系统Puma16；
[0024] 电机控制器MCU4的交流端通过三相交流动力线与驱动电机3和ISG电机5分别相连接。电机控制器4的直流端通过直流动力线与电池模拟器11相连，实现了电池模拟器
11对电机控制器4进行供电以及吸收ISG电机5发出电能的功能；
[0025] 直流电压及电流传感器12与靠近电机控制器4一端的直流动力线相连接；交流电压及电流传感器第一7与交流动力线靠近ISG电机5一端相连接，第二交流电压及电流传感器8与靠近驱动电机3一端的交流动力线相连接，同时直流电压及电流传感器12和交流电压及电流传感器(7、8)分别接入功率分析仪14，功率分析仪14通过通讯线与测功机控制系统Puma16相连接，将采集到的交流、直流电压电流以及功率参数传送至测功机控制系统Puma16；
[0026] 冷却系统13与驱动电机3、电机控制器4、ISG电机5以及发动机6通过胶皮管构成两个冷却回路，用于整车冷却系统的测试；其中：
[0027] 冷却系统13与电机控制器4、驱动电机3以及ISG电机5依次相连接，形成第一冷却回路，而冷却系统13与发动机6双向连接，形成第二冷却回路。
[0028] 此外，试验台的附近还设有发动机冷却系统、机油冷却系统以及电机冷却系统，用于单独地测试发动机和电机的性能。
[0029] 发动机控制器ECU 9、电机控制器MCU 4、电池模拟器11通过CAN线分别与测功机控制系统Puma16和整车控制器VCU 10相连接，变速箱控制器TCU 23通过CAN线与整车控制器VCU 10相连接，测功机控制系统Puma16和整车控制器VCU 10通过CAN线与快速控制原型dSPACE 17相连接，实现了各个控制器之间的信息传递以及命令的发送、接收，通过在测功机控制系统Puma16的控制软件中载入预先设定的工况文件，测功机控制系统Puma16将工况曲线发送给快速控制原型dSPACE17。
[0030] 快速控制原型dSPACE17通过通讯线与计算机18相连，从快速控制原型dSPACE17中读取工况曲线，试验操作人员根据计算机18上显示的工况曲线，通过油门踏板19和制动踏板20进行加速和刹车的操作，进行模拟工况试验。
[0031] 本实用新型的试验台用混动力汽车的动力总成试验中时，主要具有如下五种工作模式：
[0032] 第一种工作模式：当电池SOC大于设定值一时，只有驱动电机3运行，电池模拟器
11只对驱动电机3进行供电，发动机6不参与工作；
[0033] 第二种工作模式：当切换到高速模式时，驱动电机3运行，ISG电机5启动(但发动机6不工作)，二者的动力通过CVT耦合共同输出；
[0034] 第三种工作模式：当切换到高负荷模式时，驱动电机3运行，同时发动机6启动(ISG电机5不工作)，两者的动力通过CVT耦合共同输出；
[0035] 第四种工作模式：当电池SOC小于设定值二时，驱动电机3驱动车辆，离合器24断开，发动机6启动，其全部动力用于驱动ISG电机5发电；
[0036] 第五种工作模式：当接收到制动信号时，电池模拟器11停止对驱动电机3的供电，驱动电机3进入发电模式，其发出的电反馈给电池模拟器11。
[0037] 通过整车控制器来设定上述五种模式，用于整车控制策略的调教。
[0038] 通过将发动机与ISG电机一体集成，发动机控制器、电机控制器、变速箱控制器、电池模拟器、整车控制器、测功机的控制系统PUMA分别与与快速控制原型dSPACE相连接，通过通讯线进行信息交换，实现了控制策略调试、动力总成系统联调、动力系统匹配以及单独零部件性能测试的试验和验证工作，具体包括：
[0039] 可以进行整车在纯电驱动模式、混合驱动模式、发电模式和制动能量回收模式下的试验以及进行整车控制策略研究、开发和验证试验，还可以完成包括驱动电机、ISG电机、发动机、直流转换器DC/DC和冷却系统在内的零部件的性能试验。
[0040] 如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本实用新型的保护范围之内。