一种混合动力车制动能量回收的测试和评价系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种混合动力汽车制动能量回收测试及评价方法，测试系统包括上位机、数据采集系统、CAN总线接口、车速传感器、测试车辆、底盘测功机，测试方法包括测试车辆道路滑行阻力；设定底盘测功机参数；测试车辆在底盘测功机上的不同减速度工况；测试车辆高压蓄电池的电流、电压，计算制动能量回收效率；计算不同行驶工况的减速度概率分布，建立制动能量回收评价方程。本发明专利技术基于单一减速工况测试，实现对混合动力汽车制动能量回收的测试及快速评价，具有操作简单、重复性强的特点。

A test and evaluation system and method for braking energy recovery of hybrid electric vehicle

The invention provides a test and evaluation method for braking energy recovery of hybrid electric vehicle. The test system includes upper computer, data acquisition system, can bus interface, speed sensor, test vehicle and chassis dynamometer. The test method includes testing vehicle road sliding resistance, setting chassis dynamometer parameters, testing different deceleration conditions of vehicle on chassis dynamometer, and testing The current and voltage of the high-voltage battery of the test vehicle are used to calculate the braking energy recovery efficiency; the deceleration probability distribution under different driving conditions is calculated, and the braking energy recovery evaluation equation is established. Based on the single deceleration condition test, the invention realizes the test and rapid evaluation of the braking energy recovery of the hybrid electric vehicle, and has the characteristics of simple operation and strong repeatability.

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力车制动能量回收的测试和评价系统及方法
本专利技术属于混合动力汽车制动能量回收
，尤其是涉及一种混合动力车制动能量回收的测试和评价系统及方法。
技术介绍
车辆在制动过程中，车辆动能中的一部分通过制动系统转化为热能释放到环境中，不能被有效利用。而对于混合动力汽车，通过制动能量回收系统能够将制动过程的部分能量转化为电能存储在蓄电池中，在车辆加速或者驱动时，该部分能量通过电机转化为机械能被再次利用。对于混合动力汽车制动能量回收评价指标主要为制动能量回收率，即制动过程回收的电能与可回收的能量的比值。目前对于制动能量回收的测试主要是针对特性的法规循环工况(如NEDC工况)，通过计算循环工况中各减速段的回收电能与可回收能量的比值，该方法需要对测试循环工况的减速过程进行提取，计算过程复杂，尤其是对于车速变化频繁工况(如WLTC工况)，不利于减速工况的提取；另外，要测试制动能量回收效率需要进行完整的循环工况测试，试验流程繁琐；对于当前评价制动能量回收率只是针对单一的循环工况或者减速工况，该工况与实际道路工况存在一定差异，测试不能体现车辆的实际制动能量回收性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种混合动力车制动能量回收的测试系统，，针对目前能量回收评价体系多是基于单一工况的不足，通过快捷的试验方法和建立综合制动能量回收评价方程，实现对混合动力汽车制动能量回收的测试及快速评价。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种混合动力车制动能量回收的测试系统，包括上位机、数据采集系统、CAN总线接口、车速传感器、测试车辆、以及底盘测功机，所述车速传感器设置在底盘测功机上，通过数据线连接数据采集系统，所述测试车辆的电池通过CAN总线接口连接数据采集系统，所述数据采集系统通过数据线连接上位机；所述上位机用于存储试验过程的全部数据，计算测试结果；所述底盘测功机用于开展制动工况的测试；所述数据采集系统用于读取电池电流和电压值以及车速信号，并将数据传输给上位机。本专利技术的另一目的在于提出一种混合动力车制动能量回收的测试和评价方法，具体方案是这样实现的：一种混合动力车制动能量回收的测试和评价方法，包括如下步骤：(1)测试车辆道路滑行阻力；(2)设定底盘测功机参数；(3)测试车辆在底盘测功机上的不同减速度工况；(4)读取CAN总线中电池的电流、电压，计算制动能量回收效率；(5)计算不同行驶工况的减速度概率分布，建立制动能量回收评价方程。进一步的，所述步骤(1)中，车辆以不低于125km/h的初速度空挡滑行，记录车速与时间对应关系，根据滑行能量变化法计算得到车辆道路滑行阻力F＝f0+f1v+f2v2，式中，f0代表与速度无关的常数项阻力；f1代表与速度一次项有关的阻力；f2代表与速度二次项有关的阻力。进一步的，所述步骤(2)包括：(21)车辆在底盘测功机上再现道路滑行过程，设定底盘测功机加载阻力F'＝f0'+f1'v+f2'v2；(22)设定底盘测功机旋转质量与道路滑行试验质量保持一致；(23)设定底盘测功机中制动工况：初速度v1＝130km/h，并以v1等速行驶5s，末速度v2＝0；设定减速度从0.05g～0.3g，间隔0.05g，共6个减速工况，其中，g为重力减速度(9.81m/s2)。进一步的，所述步骤(3)中，在底盘测功机上，车辆达到热机状态，挂D挡，通过控制制动踏板，按照底盘测功机设定的减速工况进行制动试验，每个工况重复3次。进一步的，所述步骤(4)中包括：(41)读取CAN总线电池直流端的电流Ii和电压Ui；(42)根据公式计算车辆的总制动能量E0，其中，v1为测试车辆的初速度，v2为测试车辆的末速度，m为测试车辆的整车整备质量；δ为旋转质量换算系数；(43)根据公式计算制动过程车辆克服滑行阻力所需要的能量E1，式中t1为开始制动的时刻；t2为末速度为0的时刻；(44)根据公式E2＝E0-E1计算理论可回收的制动能量；(45)根据公式计算实际回收的电能E3，式中，t1为开始制动的时刻；t2为制动结束的时刻；(46)根据公式计算制动能量回收率η；(47)采用Grubbs检验剔除异常值；(48)得到不同减速度工况下的制动能量回收率ηi。进一步的，所述步骤(5)包括：(51)测试工况涉及NEDC、WLTC、FTP75、JC08、US06、SC03、Highway7个法规循环工况，以及实际道路工况，共计8种工况(j＝8)；(52)计算不同减速度在测试工况中出现的概率密度(53)计算同一减速度在不同法规工况下的概率密度的平均值Wi作为该减速度工况下制动能量回收率的权重系数；(54)根据工况数据计算不同减速度制动回收率的权重系数Wi；(55)根据不同制动工况下的能量回收效率ηi和权重系数Wi，建立车辆综合制动能量回收评价方程，公式如下：相对于现有技术，本专利技术所述的一种混合动力车制动能量回收的测试和评价系统及方法具有以下优势：本专利技术在底盘测功机上测试不同减速度工况下的制动能量回收效率，通过对不同法规工况和用户实际工况的制动减速度进行统计分析，已明确了不同减速度的概率密度，并将此概率密度作为当前减速度工况下测试制动回收效率的权重系数，车辆综合制动能量回收效率为各制动工况的回收效率与对应的权重系数乘积的和。对混合动力制动能量回收效率的评价更准确、更全面，且试验操作简便，实现了对制动能量回收的快速评价。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术提供的混合动力汽车制动能量回收的测试流程；图2为本专利技术提供的混合动力汽车制动能量回收测试系统示意图；图3为本专利技术提供的不同减速度在循环工况中的概率分布情况。附图标记说明：1-上位机；2-数据采集系统；3-CAN总线接口；4-车速传感器；5-测试车辆；6-底盘测功机。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图2所示，本专利技术提供一种混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力车制动能量回收的测试系统，其特征在于：包括上位机、数据采集系统、CAN总线接口、车速传感器、测试车辆、以及底盘测功机，所述车速传感器设置在底盘测功机上，通过数据线连接数据采集系统，所述测试车辆的电池通过CAN总线接口连接数据采集系统，所述数据采集系统通过数据线连接上位机；所述上位机用于存储试验过程的全部数据，计算测试结果；所述底盘测功机用于开展制动工况的测试；所述数据采集系统用于读取电池电流和电压值以及车速信号，并将数据传输给上位机。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力车制动能量回收的测试系统，其特征在于：包括上位机、数据采集系统、CAN总线接口、车速传感器、测试车辆、以及底盘测功机，所述车速传感器设置在底盘测功机上，通过数据线连接数据采集系统，所述测试车辆的电池通过CAN总线接口连接数据采集系统，所述数据采集系统通过数据线连接上位机；所述上位机用于存储试验过程的全部数据，计算测试结果；所述底盘测功机用于开展制动工况的测试；所述数据采集系统用于读取电池电流和电压值以及车速信号，并将数据传输给上位机。2.一种混合动力车制动能量回收的测试和评价方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)测试车辆道路滑行阻力；(2)设定底盘测功机参数；(3)测试车辆在底盘测功机上的不同减速度工况；(4)读取CAN总线中电池的电流、电压，计算制动能量回收效率；(5)计算不同行驶工况的减速度概率分布，建立制动能量回收评价方程。3.根据权利要求2所述的一种混合动力车制动能量回收的测试和评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中，车辆以不低于125km/h的初速度空挡滑行，记录车速与时间对应关系，根据滑行能量变化法计算得到车辆道路滑行阻力F＝f0+f1v+f2v2，式中，f0代表与速度无关的常数项阻力；f1代表与速度一次项有关的阻力；f2代表与速度二次项有关的阻力。4.根据权利要求2所述的一种混合动力车制动能量回收的测试和评价方法，其特征在于：所述步骤(2)包括：(21)车辆在底盘测功机上再现道路滑行过程，设定底盘测功机加载阻力F'＝f0'+f1'v+f2'v2；(22)设定底盘测功机旋转质量与道路滑行试验质量保持一致；(23)设定底盘测功机中制动工况：初速度v1＝130km/h，并以v1等速行驶5s，末速度v2＝0；设定减速度从0.05g～0.3g，间隔0.05g，共6个减速工况，...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛亚卓，杨建军，聂国乐，白巴特尔，刘双喜，张先锋，张晓坤，
申请(专利权)人：中汽研天津汽车工程研究院有限公司，中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12