混合动力专用车辆再生辅助动力试验台及其测试方法技术

本发明专利技术公开了一种混合动力专用车辆再生辅助动力试验台及其测试方法，属于混合动力汽车技术领域，包括混合动力专用车辆系统和控制系统，其中混合动力专用车辆系统包括电机Ⅰ、联轴器、可变飞轮组、传感器、电机Ⅱ、锂电池组、电源柜，控制系统包括电机Ⅰ控制器、电机Ⅱ控制器、转矩采集模块、电池管理系统、可控AC/DC整流器，且各控制元件均与CAN总线相连接。本发明专利技术在实际模拟发电及电能消耗状况的同时验证混合动力汽车制动能量再生控制策略，具备结构简单安装方便，试验功能多，可以对混合动力专用车辆的多种性能进行试验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混合动力汽车
，更具体地说，涉及一种混合动力专用车辆再生辅助动力试验台及其测试方法。
技术介绍
目前，大气污染和石油资源匮乏是现今汽车工业面临的两大难题，混合动力作为一种新能源汽车，兼顾动力性、高效性、节能性以及环保性，具备了广阔的应用前景，成为应对环境问题和石油短缺的有效途径。混合动力汽车发展至今，能量利用效率高和环保性能好是混合动力汽车与传统汽车相比具备的两大优势，一般的混合动力汽车具备再生制动系统，再生制动系统可以将在制动中产生的动能转化为电能，并储存在飞轮、电池或者电容器之内，这对于混合动力汽车的发展起到举足轻重的作用，尤其是对混合动力专用车辆的影响更为显著，其中混合动力专用车辆主要是指代工作过程中怠速时间长的车辆，比如：重型、轻型冷冻货车、旅游巴士、救护车以及工程服务车等。因此，为了避免混合动力专用车辆的再生制动系统设计盲目性，开发能够对混合动力专用车辆再生制动系统的性能做出更好的控制及评价的试验台显得极为重要。但是目前对于混合动力专用车辆的研究大多数限于整个混合动力货车的全性能测试的试验台的研究，并对试验台的各部分综合性能进行测试，而并没有专门研究混合动力专用车辆的再生辅助动力的试验台，因此对混合动力专用车辆的再生动力辅助系统的开发并未起到促进作用。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种混合动力专用车辆再生辅助动力试验台及其测试方法，在实际模拟发电及电能消耗状况的同时验证混合动力汽车制动能量再生控制策略，具备结构简单安装方便，试验功能多，可以对混合动力专用车辆的多种性能进行试验。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种混合动力专用车辆再生辅助动力试验台，包括混合动力专用车辆系统和控制系统，其特征在于：所述混合动力专用车辆系统包括电机Ⅰ、联轴器、可变飞轮组、传感器、电机Ⅱ、锂电池组模块、电源柜，所述电机Ⅰ、可变飞轮组、传感器、电机Ⅱ通过联轴器机械串联连接，电机Ⅰ由电源柜供电，电机Ⅱ分别由电源柜和锂电池组模块供电，电机Ⅱ发出的电能由锂电池组模块存储；所述控制系统包括上位机、串联于供电电路中用于控制电机Ⅰ的电机Ⅰ控制器、串联于供电电路中用于控制电机Ⅱ的电机Ⅱ控制器、转矩采集模块、锂电池组模块，其中电机Ⅰ控制器、电机Ⅱ控制器、转矩采集模块、锂电池组模块通过CAN总线与上位机进行通讯；所述电源柜与电机Ⅰ控制器之间串联开关S1，电源柜与电机Ⅱ控制器之间串联开关S2，电机Ⅱ控制器与锂电池组模块的输出之间串联开关S3，电机Ⅱ与电机Ⅱ控制器之间串联开关S4，电机Ⅱ与锂电池组模块的输入之间串联开关S5。本专利技术技术方案的进一步改进在于：锂电池组模块包括锂电池组、电池管理系统和可控AC/DC整流器组成，其中可控AC/DC整流器的输出经电池管理系统连接锂电池组，电机Ⅱ发出的电能经AC/DC整流器整流滤波后，再经电池管理系统对锂电池组进行充放电管理。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述电机Ⅰ、电机Ⅱ均为变频异步电机。本专利技术技术方案的进一步改进在于：混合动力专用车辆再生辅助动力试验台中电源柜的输出经串联开关S1与电机Ⅰ控制器连接，电机Ⅰ控制器用于控制电机Ⅰ，电机Ⅰ、可变飞轮组、传感器、电机Ⅱ通过联轴器机械串联连接，电机Ⅱ经开关S4与电机Ⅱ控制器连接、经开关S5与锂电池组模块输入连接，电机Ⅱ控制器经开关S2后与电源柜的另一个输出连接，其中锂电池组模块经开关S3与电机Ⅱ控制器连接；当开关S1，开关S2，开关S4和开关S5闭合，开关S3断开，电源柜对电机Ⅰ控制器和电机Ⅱ控制器进行供电，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行发电性能的测试；当开关S1，开关S2，开关S4和开关S5闭合，开关S3断开，电源柜对电机Ⅰ控制器和电机Ⅱ控制器进行供电，电机Ⅱ处于发电状态时，将电能通过锂电池组模块控制系统将电能储存到锂电池组模块，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行充电性能的测试；当开关S1，开关S3，开关S4闭合时，开关S2，开关S5断开，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行纯电动驱动性能的测试；当开关S1，开关S2，开关S4和开关S5闭合，开关S3断开，电机Ⅱ处于发电模式，通过改变可变飞轮组的惯量模拟减速工况，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行制动能量回收性能的测试；当开关S1，开关S2，开关S4和开关S5闭合，开关S3断开，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台进行锂电池组充放电性能测试及电池管理系统性能测试。本专利技术技术方案的进一步改进在于：混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行发电性能的测试，其测试过程为：开关S1，开关S2，开关S4和开关S5闭合，开关S3断开，电源柜对电机Ⅰ控制器和电机Ⅱ控制器进行供电，电机Ⅰ控制器控制电机Ⅰ进行定转速旋转，电机Ⅱ控制器控制电机Ⅱ的定子中产生小于电机转速的定频三相有序电流，从而使电机Ⅱ处于发电模式，可通过上位机观察电机Ⅱ的电流，电压，温度数据，以及电机Ⅱ转速和发电效率之间曲线绘制等，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行发电性能的测试。本专利技术技术方案的进一步改进在于：混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行充电性能的测试，其测试过程为：电机Ⅱ处于发电状态时，可控AC/DC整流器输出接入电池管理系统给锂电池组充电，充电电流过大时，AC/DC限制输出，使电流保持在限制值，采用恒流充电模式，输出电流小于限流值后，输出再逐步放大，采用恒压充电模式，可以通过上位机观测电机Ⅱ整个发电过程中产生的电能，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行充电性能的测试。本专利技术技术方案的进一步改进在于：混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行纯电动驱动性能的测试，其测试过程为：开关S1，开关S3，开关S4闭合时，开关S2，开关S5断开，电机Ⅰ与电机Ⅱ对拖负载实验，电机Ⅰ控制器由电源柜供电，采用定速旋转模式，电机Ⅱ控制器由锂电池供电，采用定转矩旋转模式，两个电机均同向旋转，电机Ⅱ控制器逐步增加输出转矩，可通过上位机观察电机Ⅱ电流，电压，温度数据以及转矩和转速之间关系曲线等，进行混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统纯电动驱动性能的测试。本专利技术技术方案的进一步改进在于：混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行制动能量再回收性能的测试，其测试过程为：开关S1，开关S2，开关S4和开关S5闭合，开关S3断开，电源柜对电机Ⅰ控制器和电机Ⅱ控制器进行供电，电机Ⅰ控制器控制电机Ⅰ进行各种定转速旋转工况，电机Ⅱ控制器控制电机Ⅱ的定子中产生小于电机转速的定频三相有序电流，从而使电机Ⅱ处于发电模式，改变可变飞轮组的惯量来模拟不同车身重量下的混合动力专用车辆在相应地减速工况下的能量回收，通过上位机（13）观测整个能量回收过程中产生的电能，进行混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统制动能量再回收性能的测试。本专利技术技术方案的进一步改进在于：混合动力专用车辆再生辅助动力试验台进行锂电池组充放电性能测试及电池管理系统性能测试，其测试过程为：当开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力专用车辆再生辅助动力试验台，包括混合动力专用车辆系统和控制系统，其特征在于：所述混合动力专用车辆系统包括电机Ⅰ（1）、联轴器（2）、可变飞轮组（3）、传感器（4）、电机Ⅱ（5）、锂电池组模块、电源柜（7），所述电机Ⅰ（1）、可变飞轮组（3）、传感器（4）、电机Ⅱ（5）通过联轴器（2）机械串联连接，电机Ⅰ（1）由电源柜（7）供电，电机Ⅱ（5）分别由电源柜（7）和锂电池组模块供电，电机Ⅱ（5）发出的电能由锂电池组模块存储；所述控制系统包括上位机（13）、串联于供电电路中用于控制电机Ⅰ的电机Ⅰ控制器（8）、串联于供电电路中用于控制电机Ⅱ的电机Ⅱ控制器（9）、转矩采集模块（6）、锂电池组模块，其中电机Ⅰ控制器（8）、电机Ⅱ控制器（9）、转矩采集模块（6）、锂电池组模块通过CAN总线与上位机（13）进行通讯；所述电源柜（7）与电机Ⅰ控制器之间（8）串联开关S1，电源柜（7）与电机Ⅱ控制器（9）之间串联开关S2，电机Ⅱ控制器（9）与锂电池组模块的输出之间串联开关S3，电机Ⅱ（5）与电机Ⅱ控制器（9）之间串联开关S4，电机Ⅱ（5）与锂电池组模块的输入之间串联开关S5。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力专用车辆再生辅助动力试验台，包括混合动力专用车辆系统和控制系统，其特征在于：所述混合动力专用车辆系统包括电机Ⅰ（1）、联轴器（2）、可变飞轮组（3）、传感器（4）、电机Ⅱ（5）、锂电池组模块、电源柜（7），所述电机Ⅰ（1）、可变飞轮组（3）、传感器（4）、电机Ⅱ（5）通过联轴器（2）机械串联连接，电机Ⅰ（1）由电源柜（7）供电，电机Ⅱ（5）分别由电源柜（7）和锂电池组模块供电，电机Ⅱ（5）发出的电能由锂电池组模块存储；所述控制系统包括上位机（13）、串联于供电电路中用于控制电机Ⅰ的电机Ⅰ控制器（8）、串联于供电电路中用于控制电机Ⅱ的电机Ⅱ控制器（9）、转矩采集模块（6）、锂电池组模块，其中电机Ⅰ控制器（8）、电机Ⅱ控制器（9）、转矩采集模块（6）、锂电池组模块通过CAN总线与上位机（13）进行通讯；所述电源柜（7）与电机Ⅰ控制器之间（8）串联开关S1，电源柜（7）与电机Ⅱ控制器（9）之间串联开关S2，电机Ⅱ控制器（9）与锂电池组模块的输出之间串联开关S3，电机Ⅱ（5）与电机Ⅱ控制器（9）之间串联开关S4，电机Ⅱ（5）与锂电池组模块的输入之间串联开关S5。2.根据权利要求1所述的混合动力专用车辆再生辅助动力试验台，其特征在于：所述锂电池组模块包括锂电池组（12）、电池管理系统（10）和可控AC/DC整流器（11）组成，其中可控AC/DC整流器（11）的输出经电池管理系统（10）连接锂电池组（12），电机Ⅱ（5）发出的电经AC/DC整流器（11）整流滤波后，再经电池管理系统（10）对锂电池组（12）进行充放电管理。3.根据权利要求1所述的混合动力专用车辆再生辅助动力试验台，其特征在于：所述电机Ⅰ（1）、电机Ⅱ（5）均为变频异步电机。4.混合动力专用车辆再生辅助动力试验台的测试方法，其特征在于：所述混合动力专用车辆再生辅助动力试验台中电源柜（7）的输出经串联开关S1与电机Ⅰ控制器（8）连接，电机Ⅰ控制器（8）用于控制电机Ⅰ（1），电机Ⅰ（1）、可变飞轮组（3）、传感器（4）、电机Ⅱ（5）通过联轴器（2）机械串联连接，电机Ⅱ（5）经开关S4与电机Ⅱ控制器（9）连接、经开关S5与锂电池组模块输入连接，电机Ⅱ控制器（9）经开关S2后与电源柜（7）的另一个输出连接，其中锂电池组模块经开关S3与电机Ⅱ控制器（9）连接；当开关S1，开关S2，开关S4和开关S5闭合，开关S3断开，电源柜（7）对电机Ⅰ控制器（8）和电机Ⅱ控制器（9）进行供电，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行发电性能的测试；当开关S1，开关S2，开关S4和开关S5闭合，开关S3断开，电源柜（7）对电机Ⅰ控制器（8）和电机Ⅱ控制器（9）进行供电，电机Ⅱ（5）处于发电状态时，将电能通过锂电池组模块控制系统将电能储存到锂电池组模块，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行充电性能的测试；当开关S1，开关S3，开关S4闭合时，开关S2，开关S5断开，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行纯电动驱动性能的测试；当开关S1，开关S2，开关S4和开关S5闭合，开关S3断开，电机Ⅱ（5）处于发电模式，通过改变可变飞轮组的惯量模拟减速工况，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台对混合动力专用车辆系统进行制动能量回收性能的测试；当开关S1，开关S2，开关S4和开关S5闭合，开关S3断开，混合动力专用车辆再生辅助动力试验台进行锂电池组充放电性能测试及电池管理系...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱天军，宗长富，张泽星，刘杰，孔德文，沈威龙，
申请(专利权)人：肇庆学院，
类型：发明
国别省市：广东;44