纯电动汽车动力系统仿真平台技术方案

本发明专利技术公开了一种纯电动汽车动力系统仿真平台，即本仿真平台包括模拟整车系统、模拟负载系统、仪表模块和诊断模块；模拟整车系统包括大功率直流电源模块、主电机控制子系统、整车控制指令子系统和整车散热子系统，模拟负载系统包括负载电机控制子系统和能量释放辅助子系统，大功率直流电源模块提供系统电源，主电机控制子系统与负载电机控制子系统通过CAN总线通讯，并通过传动机构连接主电机与负载电机的机械功输入/输出，仪表模块和诊断模块分别连接CAN总线；本仿真平台基于实际的动力系统与负载系统进行实时仿真，为动力系统验证提供客观、有效的实验数据，更接近整车动力系统工作环境，为系统研发提供了便利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纯电动汽车动力系统仿真平台。
技术介绍
随着汽车技术的发展，尤其纯电动汽车的研发，目前汽车各系统研发的仿真主要是基于计算机虚拟仿真技术，如ADVISOR、Matlab/Simulink等先进汽车计算机仿真软件，可对不同车辆建立模型并进行仿真分析，在系统开发初始阶段，能以较低的成本、快速进行系统原理性验证；应用过程中需建立动力系统的模型，并正确设置模型参数，才能得到较合理的仿真结果；但该类仿真系统部分功能与实车状态还存在较大差异，如动力系统的故障产生、检测及故障处理等。动力系统是纯电动汽车的关键部分，与动力性能指标及安全性能指标密切相关，通过软件仿真对动力系统的验证内容非常有限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种纯电动汽车动力系统仿真平台，本仿真平台基于实际的动力系统与负载系统进行实时仿真，为动力系统验证提供客观、有效的实验数据，更接近整车动力系统工作环境，为系统研发提供了便利。为解决上述技术问题，本专利技术纯电动汽车动力系统仿真平台包括模拟整车系统、模拟负载系统、仪表模块和诊断模块； 所述模拟整车系统包括大功率直流电源模块、主电机控制子系统、整车控制指令子系统和整车散热子系统，所述主电机控制子系统包括指令接口、网络接口和主电机机械功输入/输出接口，所述整车控制指令子系统包括制动传感器、加速踏板、档位开关、钥匙信号和传感器信号，所述大功率直流电源模块通过正/负母线排连接所述主电机控制子系统，所述整车控制指令子系统连接所述主电机控制子系统的指令接口，所述整车散热子系统模拟整车散热环境并与整车散热相同布置； 所述模拟负载系统包括负载电机控制子系统和能量释放辅助子系统，所述负载电机控制子系统包括网络接口和负载电机机械功输入/输出接口，所述大功率直流电源模块通过正/负母线排连接所述负载电机控制子系统和能量释放辅助子系统，所述主电机控制子系统的网络接口通过CAN总线连接所述负载电机控制子系统的网络接口，所述主电机控制子系统的主电机机械功输入/输出接口连接所述负载电机控制子系统的负载电机机械功输入/输出接口； 所述仪表模块和诊断模块连接所述CAN总线。进一步，所述主电机控制子系统集成整车控制器功能，其预设协调电机控制算法、整车附件输入信息采集、输出整车附件控制信息和整车控制逻辑的系统控制软件。进一步，所述系统控制软件设定五种基本状态，分别为弱电状态、上强电状态、运行状态、下强电状态、故障状态，主电机控制子系统按照设定的状态顺序执行，出现故障时，从当前状态切换至故障状态运行，当故障排除时，主电机控制子系统退出故障状态并根据当前条件进入相应状态。在相应状态下，主电机控制子系统执行相应动作，分别为: 弱电状态:开机自检、部件初始化、或者关机处理， 上强电状态:主电机控制子系统进行预充电， 运行状态:执行整车控制逻辑、主电机控制子系统应用层软件、主电机控制子系统电机控制软件以及整车控制指令子系统和整车附件控制信息的输入/输出， 下强电状态；主电机控制子系统快速下电。故障状态；对故障分级、分类处理。进一步，所述模拟负载系统通过负载电机控制子系统实现对主电机控制子系统的加载，整车控制逻辑根据油门踏板的开度转换成主电机控制子系统的力矩命令输出，当主电机控制子系统输出力矩大于负载电机控制子系统力矩时，整个系统加速，当主电机控制子系统输出力矩小于负载电机控制子系统力矩时，整个系统减速，两者相等时，整个系统达到平衡。负载电机控制子系统根据整车质量、行车坡度、摩擦力和风阻等参数，提供相应的负载。由于本专利技术纯电动汽车动力系统仿真平台采用了上述技术方案，即本仿真平台包括模拟整车系统、模拟负载系统、仪表模块和诊断模块；模拟整车系统包括大功率直流电源模块、主电机控制子系统、整车控制指令子系统和整车散热子系统，模拟负载系统包括负载电机控制子系统和能量释放辅助子系统，大功率直流电源模块提供系统电源，主电机控制子系统与负载电机控制子系统通过CAN总线通讯，并通过传动机构连接主电机与负载电机的机械功输入/输出，仪表模块和诊断模块分别连接CAN总线；本仿真平台基于实际的动力系统与负载系统进行实时仿真，为动力系统验证提供客观、有效的实验数据，更接近整车动力系统工作环境，为系统研发提供了便利。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明: 图1为本专利技术纯电动汽车动力系统仿真平台的示意图； 图2为本专利技术中整车控制器的系统控制软件框图； 图3为本专利技术中整车控制器的系统控制软件运行时序示意图； 图4为本专利技术中整车控制逻辑流程图； 图5为本仿真平台动力系统力矩平衡示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术纯电动汽车动力系统仿真平台包括模拟整车系统、模拟负载系统、仪表模块3和诊断模块4 ； 所述模拟整车系统包括大功率直流电源模块11、主电机控制子系统12、整车控制指令子系统14和整车散热子系统13，所述主电机控制子系统12包括指令接口、网络接口和主电机机械功输入/输出接口，所述整车控制指令子系统14包括制动传感器、加速踏板、档位开关、钥匙信号和传感器信号，所述大功率直流电源模块11通过正/负母线排连接所述主电机控制子系统12，所述整车控制指令子系统14连接所述主电机控制子系统12的指令接口，所述整车散热子系统13模拟整车散热环境并与整车散热相同布置； 所述模拟负载系统包括负载电机控制子系统22和能量释放辅助子系统21，所述负载电机控制子系统22包括网络接口和负载电机机械功输入/输出接口，所述大功率直流电源模块11通过正/负母线排连接所述负载电机控制子系统22和能量释放辅助子系统21，所述主电机控制子系统12的网络接口通过CAN总线连接所述负载电机控制子系统22的网络接口，所述主电机控制子系统12的主电机机械功输入/输出接口连接所述负载电机控制子系统22的负载电机机械功输入/输出接口 ； 所述仪表模块3和诊断模块4连接所述CAN总线。本仿真平台运行过程中，主电机控制子系统和负载电机控制子系统运动状态改变时存在能量转换，设置能量释放辅助子系统用于消耗能量转换瞬时产生的多余电能量，防止由于过多的电能量反馈到大功率直流电源模块，导致大功率直流电源模块输出电压上升造成故障。本仿真平台中，整车控制指令子系统与主电机控制子系统是功能不同的单元，具体实现时可将整车控制指令子系统的功能集成在主电机控制子系统内部，以实现相同的功能，达到仿真试验的目的。如图2所示，进一步，所述主电机控制子系统集成整车控制器功能，其预设协调电机控制算法、整车附件输入信息采集、输出整车附件控制信息和整车控制逻辑的系统控制软件。如图3所示，进一步，所述系统控制软件设定五种基本状态，分别为弱电状态、上强电状态、运行状态、下强电状态、故障状态，主电机控制子系统按照设定的状态顺序执行，出现故障时，从当前状态切换至故障状态运行，当故障排除时，主电机控制子系统退出故障状态并根据当前条件进入相应状态。在相应状态下，主电机控制子系统执行相应动作，分别为: 弱电状态:开机自检、部件初始化、或者关机处理， 上强电状态:主电机控制子系统进行预充电， 运行状态:执行整车控制逻辑、主电机控制子系统应用层软件、主电机控制子系统电机控制软件以及整车控制指令子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯电动汽车动力系统仿真平台，其特征在于：本仿真平台包括模拟整车系统、模拟负载系统、仪表模块和诊断模块；所述模拟整车系统包括大功率直流电源模块、主电机控制子系统、整车控制指令子系统和整车散热子系统，所述主电机控制子系统包括指令接口、网络接口和主电机机械功输入/输出接口，所述整车控制指令子系统包括制动传感器、加速踏板、档位开关、钥匙信号和传感器信号，所述大功率直流电源模块通过正/负母线排连接所述主电机控制子系统，所述整车控制指令子系统连接所述主电机控制子系统的指令接口，所述整车散热子系统模拟整车散热环境并与整车散热相同布置；所述模拟负载系统包括负载电机控制子系统和能量释放辅助子系统，所述负载电机控制子系统包括网络接口和负载电机机械功输入/输出接口，所述大功率直流电源模块通过正/负母线排连接所述负载电机控制子系统和能量释放辅助子系统，所述主电机控制子系统的网络接口通过CAN总线连接所述负载电机控制子系统的网络接口，所述主电机控制子系统的主电机机械功输入/输出接口连接所述负载电机控制子系统的负载电机机械功输入/输出接口；所述仪表模块和诊断模块连接所述CAN总线。

【技术特征摘要】
1.一种纯电动汽车动力系统仿真平台，其特征在于:本仿真平台包括模拟整车系统、模拟负载系统、仪表模块和诊断模块； 所述模拟整车系统包括大功率直流电源模块、主电机控制子系统、整车控制指令子系统和整车散热子系统，所述主电机控制子系统包括指令接口、网络接口和主电机机械功输入/输出接口，所述整车控制指令子系统包括制动传感器、加速踏板、档位开关、钥匙信号和传感器信号，所述大功率直流电源模块通过正/负母线排连接所述主电机控制子系统，所述整车控制指令子系统连接所述主电机控制子系统的指令接口，所述整车散热子系统模拟整车散热环境并与整车散热相同布置； 所述模拟负载系统包括负载电机控制子系统和能量释放辅助子系统，所述负载电机控制子系统包括网络接口和负载电机机械功输入/输出接口，所述大功率直流电源模块通过正/负母线排连接所述负载电机控制子系统和能量释放辅助子系统，所述主电机控制子系统的网络接口通过CAN总线连接所述负载电机控制子系统的网络接口，所述主电机控制子系统的主电机机械功输入/输出接口连接所述负载电机控制子系统的负载电机机械功输入/输出接口； 所述仪表模块和诊断模块连接所述CAN总线。2.根据权利要求1所述的纯电动汽车动力系统仿真平台，其特征在于:所述主电机控制子系统集成整车控制器功能，其预设协调电机控制算法、整车附件输入信息采集、输出整车附件控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪涛，万茂文，徐性怡，
申请(专利权)人：上海大郡动力控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：