專利名稱：一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于多能源動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)機(jī)構(gòu)，特別涉及一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架
試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
混合動(dòng)力汽車因其兼有電動(dòng)車的低排放優(yōu)點(diǎn)與內(nèi)燃汽車的高能量比優(yōu)點(diǎn)而越來 越受到關(guān)注，成為各個(gè)汽車生產(chǎn)廠家競(jìng)相研發(fā)的新型車輛之一。 由于混合動(dòng)力汽車中至少包括兩個(gè)動(dòng)力源，并且具有多種不同的運(yùn)行模式，在傳 統(tǒng)汽車上，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，不涉及到多能源的動(dòng)力分配問題。而在混合動(dòng)力 汽車中，又增加了一條電驅(qū)動(dòng)線路。由于混合動(dòng)力多能源總成試驗(yàn)的特殊性，以往發(fā)動(dòng)機(jī)與 測(cè)功機(jī)連接的臺(tái)架試驗(yàn)方案已不能滿足試驗(yàn)的要求，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架已不能滿足多 能源動(dòng)力系統(tǒng)調(diào)試和檢測(cè)的要求。 為此，現(xiàn)階段各個(gè)整車廠都出現(xiàn)了不同類型的混合動(dòng)力臺(tái)架結(jié)構(gòu)，但大多存在臺(tái) 架系統(tǒng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性不太好，試驗(yàn)循環(huán)可重復(fù)性差的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的試驗(yàn)臺(tái)架所存在的上述問題，而提出了一種可實(shí) 現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制的混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置。 本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝 置，其特征在于，所述的臺(tái)架試驗(yàn)裝置包括多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、測(cè)功機(jī)、動(dòng)力模塊以 及用于控制動(dòng)力模塊工作狀況的控制器模塊，所述的動(dòng)力模塊輸出端通過一根傳動(dòng)軸與測(cè) 功機(jī)連接，測(cè)功機(jī)與多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)之間聯(lián)接有測(cè)功機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊，多能源動(dòng) 力總成控制系統(tǒng)、控制器模塊和動(dòng)力模塊依次串接。 測(cè)功機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊用于采集測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和測(cè)試環(huán)境數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)采集測(cè) 功機(jī)數(shù)據(jù)并反饋到多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)，多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算得到的測(cè) 功機(jī)理論轉(zhuǎn)矩發(fā)出控制信號(hào)給控制器模塊，由控制器模塊控制動(dòng)力模塊的工作狀況以達(dá)到 修正測(cè)功機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)矩的目的。測(cè)功機(jī)的功能是為元件試驗(yàn)、標(biāo)定以及整車試驗(yàn)提供必要的 負(fù)載，另外，它還可以根據(jù)需求增加相應(yīng)的測(cè)量分析設(shè)備和傳感器用于試驗(yàn)平臺(tái)數(shù)據(jù)的采 集和監(jiān)測(cè)。 在上述的一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置中，所述的動(dòng)力模塊包括發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG及 動(dòng)力電池等構(gòu)成的能量輸入部分以及由驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成的動(dòng)力輸出部分，發(fā)動(dòng)機(jī)與ISG機(jī)械 連接，動(dòng)力電池與ISG及驅(qū)動(dòng)電機(jī)電氣連接，上述的控制器模塊包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器、ISG控 制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器和和電池管理系統(tǒng)，分別用于控制或管理上述的發(fā)動(dòng)機(jī)、ISG、驅(qū)動(dòng)電 機(jī)和動(dòng)力電池。 當(dāng)本混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置用于試驗(yàn)串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，動(dòng)力電池供電 給ISG啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后帶動(dòng)ISG發(fā)電給動(dòng)力電池充電，動(dòng)力電池經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器后供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)電能。 在上述的一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置中，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與測(cè)功機(jī)之間的傳 動(dòng)軸上設(shè)有飛輪組。飛輪組是慣量模擬模塊，慣量模擬模塊的功能是模擬整車慣量。由于 臺(tái)架系統(tǒng)慣量較小，很小的轉(zhuǎn)矩會(huì)引起臺(tái)架系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的較大波動(dòng)，加裝飛輪組有利于保持 臺(tái)架系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性。 在上述的一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置中，所述的飛輪組和測(cè)功機(jī)之間的傳動(dòng) 軸上設(shè)有減速器。減速器的功能是降速增扭。在上述的一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置 中，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)和ISG為一體式剛性連接。 在上述的一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置中，所述的多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)采 用SPACE的AutoBox，它包括聯(lián)接在一起的主控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊與上 述的控制器模塊之間通過CAN總線進(jìn)行聯(lián)接。數(shù)據(jù)采集模塊用于采集模擬量、數(shù)字量和CAN 總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 在上述的一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置中，所述的多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)采 用SPACE的MicroAutoBox，它包括聯(lián)接在一起的主控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模 塊與上述的控制器模塊之間通過CAN總線進(jìn)行聯(lián)接。 在上述的一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置中，所述的主控制模塊還包括工況循環(huán) 子模塊。該模塊的功能是保證在臺(tái)架上實(shí)現(xiàn)特定的工況循環(huán)，進(jìn)行整車性能試驗(yàn)。 在上述的一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置中，所述的數(shù)據(jù)采集模塊上還連接有駕 駛員輸入模塊，駕駛員輸入模塊由鑰匙門、加速踏板、制動(dòng)踏板組成。數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)接 收加速踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)等司機(jī)駕駛意圖，并將這些信號(hào)傳輸給主控制模塊進(jìn)行處 理，由主控制模塊對(duì)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。 在上述的一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置中，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)上連接有用于測(cè)量發(fā) 動(dòng)機(jī)油耗的油耗儀。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置通過發(fā)動(dòng)機(jī)及ISG組成的發(fā)電機(jī) 組系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、飛輪組、主控制模塊、測(cè)功機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊等最終實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制的 混合動(dòng)力臺(tái)架裝置，只需要輸入一個(gè)循環(huán)即可完成整個(gè)閉環(huán)自動(dòng)控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于 實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置對(duì)串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)方 案示意圖。 圖中，1、多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)；la、主控制模塊；lb、數(shù)據(jù)采集模塊；2、測(cè)功 機(jī)；3-l、發(fā)動(dòng)機(jī)；3-2、 ISG ;3-3、動(dòng)力電池;3-4、驅(qū)動(dòng)電機(jī);4、控制器模塊；4-l、發(fā)動(dòng)機(jī)控制
器；4-2、 ISG控制器；4-3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器；4-4、電池管理系統(tǒng)；5、測(cè)功機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊；
6、傳動(dòng)軸；7、油耗儀；8、 CAN總線；9、駕駛員輸入模塊；9a、鑰匙門；9b、加速踏板；9c、制動(dòng)
踏板；10、飛輪組；11、減速器。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步
的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。[0022] 如圖1所示，本混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置包括多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)1、測(cè)功 機(jī)2、動(dòng)力模塊以及用于控制動(dòng)力模塊工作狀況的控制器模塊4，測(cè)功機(jī)2與多能源動(dòng)力總 成控制系統(tǒng)1之間聯(lián)接有測(cè)功機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊5，測(cè)功機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊5可以根據(jù)需求增加 相應(yīng)的測(cè)量分析設(shè)備和傳感器用于試驗(yàn)平臺(tái)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測(cè)。 在對(duì)串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，動(dòng)力模塊由發(fā)動(dòng)機(jī)3-l、 ISG3-2、動(dòng)力電池 3-3和驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-4組成，其中發(fā)動(dòng)機(jī)3-l、ISG3-2及動(dòng)力電池3_3等構(gòu)成了能量輸入部分， 而驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-4構(gòu)成了動(dòng)力輸出部分，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-4通過一根傳動(dòng)軸6與測(cè)功機(jī)2連接。而 相應(yīng)的控制器模塊4由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器4-1、 ISG控制器4-2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器4-3和電池管 理系統(tǒng)4-4組成，分別用于控制或管理上述的發(fā)動(dòng)機(jī)3-1、 ISG3-2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-4和動(dòng)力電 池3-3。發(fā)動(dòng)機(jī)3-1上連接有用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)3-1油耗的油耗儀7。 多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)1包括聯(lián)接在一起的主控制模塊la和數(shù)據(jù)采集模塊lb， 數(shù)據(jù)采集模塊lb與上述的各個(gè)控制器之間通過CAN總線8進(jìn)行聯(lián)接。主控制模塊la還包 括工況循環(huán)子模塊，該模塊的功能是保證在臺(tái)架上實(shí)現(xiàn)特定的工況循環(huán)，進(jìn)行整車性能試 驗(yàn)。本實(shí)施例中，多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)1采用SPACE的AutoBox或MicroAutoBox。發(fā) 動(dòng)機(jī)3-1與ISG3-2 —體式剛性連接，動(dòng)力電池3-3聯(lián)接在ISG3-2和數(shù)據(jù)采集模塊lb之間。 動(dòng)力電池供電給ISG啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)3-1啟動(dòng)后帶動(dòng)ISG3-2發(fā)電給動(dòng)力電池 3-3充電，動(dòng)力電池3-3經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器4-3后供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-4電能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3_4 得電后工作帶動(dòng)傳動(dòng)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-4與測(cè)功機(jī)2之間的傳動(dòng)軸6上依次設(shè)有飛輪 組10和減速器ll，分別用來模擬整車慣量和降速增扭。 測(cè)功機(jī)2在減速器11帶動(dòng)下開始工作，此時(shí)測(cè)功機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊5開始實(shí)時(shí)采集 測(cè)功機(jī)2的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和測(cè)試環(huán)境等數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)反饋到數(shù)據(jù)采集模塊lb，而主控制 模塊la將計(jì)算得到的測(cè)功機(jī)2理論轉(zhuǎn)矩與數(shù)據(jù)采集模塊lb得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)這兩 個(gè)數(shù)據(jù)存在差異時(shí)發(fā)出控制信號(hào)給各個(gè)控制器，由各控制器調(diào)整相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)3-l、ISG3-2 和驅(qū)動(dòng)電機(jī)3-4的工作狀況以達(dá)到修正測(cè)功機(jī)2實(shí)際轉(zhuǎn)矩的目的。 數(shù)據(jù)采集模塊lb上還連接有駕駛員輸入模塊9，駕駛員輸入模塊9由鑰匙門9a、
加速踏板9b、制動(dòng)踏板9c組成。數(shù)據(jù)采集模塊lb實(shí)時(shí)接收加速踏板信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)
等司機(jī)駕駛意圖，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集模塊lb，并由主控制模塊la
進(jìn)行處理，由主控制模塊la對(duì)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。 本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所
屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似
的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的臺(tái)架試驗(yàn)裝置包括多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)(1)、測(cè)功機(jī)(2)、動(dòng)力模塊以及用于控制動(dòng)力模塊工作狀況的控制器模塊(4)，所述的動(dòng)力模塊輸出端通過一根傳動(dòng)軸(6)與測(cè)功機(jī)(2)連接，測(cè)功機(jī)(2)與多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)(1)之間聯(lián)接有測(cè)功機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊(5)，多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)(1)、控制器模塊(4)和動(dòng)力模塊依次串接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的動(dòng)力模 塊包括由發(fā)動(dòng)機(jī)(3-1)、 ISG(3-2)及動(dòng)力電池(3-3)構(gòu)成的能量輸入部分以及由驅(qū)動(dòng)電 機(jī)(3-4)構(gòu)成的動(dòng)力輸出部分，發(fā)動(dòng)機(jī)(3-1)與ISG(3-2)機(jī)械連接，動(dòng)力電池(3-3)與 ISG(3-2)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3-4)電氣連接，上述的控制器模塊(4)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(4-1)、 ISG控制器(4-2)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(4-3)和電池管理系統(tǒng)(4-4)，分別用于控制或管理上述 的發(fā)動(dòng)機(jī)(3-l)、ISG(3-2)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3-4)和動(dòng)力電池(3-3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)電機(jī) (3-4)與測(cè)功機(jī)(2)之間的傳動(dòng)軸(6)上設(shè)有飛輪組(10)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的飛輪組 (10)和測(cè)功機(jī)(2)之間的傳動(dòng)軸(6)上設(shè)有減速器(11)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的發(fā) 動(dòng)機(jī)(3-1)和ISG(3-2)為一體式剛性連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的多能源動(dòng) 力總成控制系統(tǒng)(1)采用SPACE的AutoBox，它包括聯(lián)接在一起的主控制模塊(la)和數(shù)據(jù) 采集模塊(lb)，數(shù)據(jù)采集模塊(lb)與上述的控制器模塊(4)之間通過CAN總線(8)進(jìn)行聯(lián) 接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的多能源動(dòng) 力總成控制系統(tǒng)(1)采用SPACE的MicroAutoBox，它包括聯(lián)接在一起的主控制模塊(la)和 數(shù)據(jù)采集模塊(lb)，數(shù)據(jù)采集模塊(lb)與上述的控制器模塊(4)之間通過CAN總線(8)進(jìn) 行聯(lián)接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的主控制 模塊(la)還包括工況循環(huán)子模塊。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采 集模塊(lb)上還連接有駕駛員輸入模塊(9)，駕駛員輸入模塊(9)由鑰匙門(9a)、加速踏 板(9b)、制動(dòng)踏板(9c)組成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的 發(fā)動(dòng)機(jī)(3-1)上連接有用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)(3-1)油耗的油耗儀(7)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，屬于多能源動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)機(jī)構(gòu)。它解決了現(xiàn)有的臺(tái)架試驗(yàn)裝置臺(tái)架系統(tǒng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性不太好，試驗(yàn)循環(huán)可重復(fù)性差的缺點(diǎn)。本混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置，包括多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、測(cè)功機(jī)、動(dòng)力模塊以及用于控制動(dòng)力模塊工作狀況的控制器模塊，動(dòng)力模塊輸出端通過一根傳動(dòng)軸與測(cè)功機(jī)連接，測(cè)功機(jī)與多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)之間聯(lián)接有測(cè)功機(jī)數(shù)據(jù)采集模塊，多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、控制器模塊和動(dòng)力模塊依次串接。本混合動(dòng)力系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M15/00GK201540201SQ20092018654
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者丁勇, 孫文凱, 李書福, 楊健, 楊安志, 趙福全, 陳華明 申請(qǐng)人:浙江吉利汽車研究院有限公司;浙江吉利控股集團(tuán)有限公司