一种燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法技术方案

本发明专利技术涉及一种燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法，用以对燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络进行时钟同步和数据同步，包括以下步骤：1)构建燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络；2)采用NTP网络同步方法使通讯网络内所有设备节点的时钟同步；3)分别在硬件和软件上配置通讯网络，并制定同步授时规则，使得整个通讯网络的数据同步。与现有技术相比，本发明专利技术具有统筹兼顾、多种通信协议、满足荷载要求、分布式网络等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法
本专利技术涉及燃料电池汽车测试
，尤其是涉及一种燃料电池汽车动力系统动态性能测试仪器系统的实时同步方法。
技术介绍
燃料电池能将燃料的化学能直接转化为电能，具有较高的发电效率。同时，燃料电池运用能源的方式大幅优于内燃机排放大量危害性废气的方案，其排放物大部份是水。因此，燃料电池汽车具有比传统燃油汽车更好的燃料经济性与环保性，已经成为了现代及未来汽车发展必然选择，其研究与开发也已成为汽车行业的热点。燃料电池汽车动力系统的测试方法是保证其成功开发的重要支撑。目前的技术现状表明，国内外还没有一套完整的燃料电池汽车动力系统动态性能测试仪器，在复杂仪器系统的实时同步方法的研究与实现上，更是处于起步阶段。因此，基于燃料电池汽车动力系统动态性能测试仪器，需要开发一种燃料电池汽车动力系统动态性能测试仪器系统的实时同步方法。中国专利CN103067148A提供了一种可级联仪器间的硬件同步方法,该方法由多台仪器的主控模块通过以太网进行信息交互,按照经由同步模块连接成的串联链路的位置顺序分配地址,确认链路中处于第一位置的仪器；当需要进行同步,第一位置仪器的主控模块通过以太网向其他位置仪器的主控模块发出同步配置要求,并向该仪器内的同步模块发出同步命令；其他仪器主控模块通过以太网接收同步配置要求,完成仪器的同步配置,同时该仪器内的同步模块通过输入信号线接收同步输入信号、时钟输入信号；经过该仪器内的同步模块处理后,其一路通过输出信号线向外发出同步输出信号、时钟输出信号；另一路引入到仪器其他功能电路进行同步操作,从而最终实现系统内所有仪器的同步。中国专利CN102591996A提供了一种用于多部量测仪器的数据同步架构及方法,使多部量测仪器能够相互连接进行通道扩充,其中一部量测仪器为主控式量测仪器,其他部量测仪器则为被动式量测仪器,而该主控式量测仪器能够输出同步讯号至该被动式量测仪器内,使该被动式量测仪器能够取样该同步讯号做为数据同步的标记,并存放于存储器中,另外再将所有量测仪器存储器中的数据及标记传输至一处理平台,并透过该处理平台内建的软件将该被动式量测仪器调整成该主控式量测仪器一致的数据波形长度,以便解决因量测仪器本身时脉误差,解决了所造成取样数据长度不一,无法多部量测仪器数据同步处理的问题。以上专利虽涉及仪器之间的实时同步，但是网络结构较为简单，大多只涉及单一网络，没有涉及到反射内存的应用，并且没有出现针对燃料电池汽车动力系统测试仪器的同步方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种统筹兼顾、多种通信协议、满足荷载要求、分布式网络的燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法，用以对燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络进行时钟同步和数据同步，包括以下步骤：1)构建燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络；2)采用NTP网络同步方法使通讯网络内所有设备节点的时钟同步；3)分别在硬件和软件上配置通讯网络，并制定同步授时规则，使得整个通讯网络的数据同步。所述的步骤1)中，燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络为星形分布式通讯网络，包括系统协调管理子网、核心测试业务子网、数据传输及处理子网、车载兼容子网和测试设备控制局域网，所述的系统协调管理子网采用以太网通讯，核心测试业务子网采用MODBUS通讯，数据传输及处理子网采用反射内存交换机通讯，车载兼容子网采用CAN通讯，测试设备控制局域网通过EtherCat通讯。所述的燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络中的节点包括：燃料电池发动机整车测试模块监控计算机、燃料电池系统仿真模块计算机、燃料电池系统仿真模块执行计算机、燃料电池发动机整车测试模块电源控制机柜、综合仪器主控模块计算机、数据库工作站、综合仪器主控模块模型执行实时执行计算机、综合仪器主控模块总线数据处理执行计算机、燃料电池发动机整车测试模块执行计算机、电驱动匹配测试模块计算机、燃料电池发动机匹配测试与附件测试模块执行计算机、电堆匹配测试模块计算机、噪声环境模块计算机、振动环境模块计算机、温度湿度压力环境模块计算机、燃料电池发动机匹配测试与附件测试模块模型执行实时计算机和燃料电池发动机整车测试模块EtherCAT通讯实时计算机。所述的数据库工作站通过以太网分别与燃料电池发动机整车测试模块监控计算机、燃料电池系统仿真模块计算机、燃料电池系统仿真模块执行计算机、综合仪器主控模块计算机、综合仪器主控模块模型执行实时执行计算机、综合仪器主控模块总线数据处理执行计算机、燃料电池发动机匹配测试与附件测试模块模型执行实时计算机、电堆匹配测试模块计算机、噪声环境模块计算机、振动环境模块计算机和温度湿度压力环境模块计算机通讯，所述的电驱动匹配测试模块计算机与测功机、燃料电池发动机匹配测试与附件测试模块模型执行实时计算机与燃料电池发动机匹配测试与附件测试模块执行计算机之间均通过MODBUS通讯，所述的燃料电池发动机匹配测试与附件测试模块执行计算机与附件测试试验台传感器、燃料电池系统仿真模块执行计算机与燃料电池汽车车载传感器之间均通过CAN通讯，所述的反射内存交换机分别与综合仪器主控模块模型执行实时执行计算机、燃料电池系统仿真模块执行计算机、燃料电池发动机整车测试模块执行计算机和燃料电池发动机匹配测试与附件测试模块模型执行实时计算机通讯，所述的电驱动匹配测试模块计算机与综合仪器主控模块总线数据处理执行计算机、燃料电池发动机整车测试模块执行计算机与和燃料电池发动机整车测试模块EtherCAT通讯实时计算机之间通过EtherCat通讯。所述的步骤2)中，NTP网络同步采用客户端/服务器模式。所述的步骤3)中，通讯网络的硬件配置为：在通讯网络中的综合仪器主控模块模型执行实时执行计算机采用NIRTOS操作系统，并且通讯网络中的所有计算机节点均采用NIVeriStand引擎。所述的步骤3)中，通讯网络的软件配置为：在NIVeriStand引擎设置多个精度为微妙的定时循环，并且采用多循环构架。所述的步骤3)中，同步授时规则包括：1、将通讯网络的燃料电池发动机整车测试模块监控计算机作为网络通讯的服务器和数据库，其中的数据以固定格式和寄存器地址在ModBUS、反射内存、ethercat、CAN和Ethernet上通信，固定格式包含数据校验和通信协议固有特征，并且在应用层的数据均由时间标签和有效时间组成；2、综合仪器主控模块总线数据处理执行计算机校验每段数据的有效性，并且基于通讯网络的冗余性进行相互校验；3、通讯网络中所有处于任务状态的节点均发送心跳信号以及更新心跳信号和状态标识。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：一、统筹兼顾：本专利技术目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池汽车动力系统动态性能测试仪器系统的实时同步方法，该方法统筹整个测试系统中的仪器和被测元件，并兼顾模型运行和通讯速率要求，为燃料电池汽车动力系统的开发与测试提供同步性保障。二、多种通信协议：本专利技术根据燃料电池汽车动力系统动态性能测试的需求，针对不同的测试对象和测试设备，使用了Ethernet、反射内存、CAN、E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法，用以对燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络进行时钟同步和数据同步，其特征在于，包括以下步骤：1)构建燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络；2)采用NTP网络同步方法使通讯网络内所有设备节点的时钟同步；3)分别在硬件和软件上配置通讯网络，并制定同步授时规则，使得整个通讯网络的数据同步。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法，用以对燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络进行时钟同步和数据同步，其特征在于，包括以下步骤：1)构建燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络；2)采用NTP网络同步方法使通讯网络内所有设备节点的时钟同步；3)分别在硬件和软件上配置通讯网络，并制定同步授时规则，使得整个通讯网络的数据同步。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法，其特征在于，所述的步骤1)中，燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络为星形分布式通讯网络，包括系统协调管理子网、核心测试业务子网、数据传输及处理子网、车载兼容子网和测试设备控制局域网，所述的系统协调管理子网采用以太网通讯，核心测试业务子网采用MODBUS通讯，数据传输及处理子网采用反射内存交换机通讯，车载兼容子网采用CAN通讯，测试设备控制局域网通过EtherCat通讯。3.根据权利要求2所述的一种燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法，其特征在于，所述的燃料电池汽车动力性能测试系统的通讯网络中的节点包括：燃料电池发动机整车测试模块监控计算机(DB01)、燃料电池系统仿真模块计算机(HB01)、燃料电池系统仿真模块执行计算机(HR01)、燃料电池发动机整车测试模块电源控制机柜(DP01)、综合仪器主控模块计算机(MB01-13)、数据库工作站(DA01)、综合仪器主控模块模型执行实时执行计算机(MR01-02)、综合仪器主控模块总线数据处理执行计算机(MR03)、燃料电池发动机整车测试模块执行计算机(DR01)、电驱动匹配测试模块计算机(AB01-02)、燃料电池发动机匹配测试与附件测试模块执行计算机(RR11-13)、电堆匹配测试模块计算机(FB01-02)、噪声环境模块计算机(WS01)、振动环境模块计算机(WS02)、温度湿度压力环境模块计算机(WS03)、燃料电池发动机匹配测试与附件测试模块模型执行实时计算机(RR01)和燃料电池发动机整车测试模块EtherCAT通讯实时计算机(DR02-03)。4.根据权利要求3所述的一种燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法，其特征在于，所述的数据库工作站(DA01)通过以太网分别与燃料电池发动机整车测试模块监控计算机(DB01)、燃料电池系统仿真模块计算机(HB01)、燃料电池系统仿真模块执行计算机(HR01)、综合仪器主控模块计算机(MB01-13)、综合仪器主控模块模型执行实时执行计算机(MR01-02)、综合仪器主控模块总线数据处理执行计算机(MR03)、燃料电池发动机匹配测试与附件测试模块模型执行实时计算机(RR01)、电堆匹配测...

【专利技术属性】
技术研发人员：章桐，牛文旭，高海宇，赵治国，左曙光，陈觉晓，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31