一种纯电动汽车能量回收测控装置制造方法
【专利摘要】一种纯电动汽车能量回收测控装置，包括试验台架、带有操作界面的上位机、与上位机通信的下位机测控模块、动力电池，所述的试验台架上安装驱动电机、转速转矩测量仪、飞轮组、制动器及ABS控制模块、电涡流测功机；所述的下位机测控模块包括电压电流检测模块、转速转矩测定模块、电磁离合控制模块、制动模块以及励磁电流占空比控制模块；所述的动力电池通过功率变化变频器与驱动电机电连。本实用新型的有益效果是：根据不同车型、不同的试验负载实现车辆在不同工况下驱动运转控制，研究其在再生制动模式下能量回收量、机械制动力与电磁制动力协调制动的控制策略，为纯电动汽车开发人员提供一种“定性、定量”分析相结合的数据、曲线技术数据。
【专利说明】一种纯电动汽车能量回收测控装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种纯电动汽车能量回收测控装置。
【背景技术】
[0002]续驶里程短是制约纯电动汽车市场化发展的一大短板，虽然研究高性能、高比能量的动力电池能能提高电动汽车续驶里程，但势必会增加研发成本，而且开发过程受到材料和技术条件的限制。通过研究电动汽车在车辆减速、制动、滑行过程的惯性动能，使电动机以发电机的形式给动力电池充电(即能量回收)，可以提高车辆的续驶里程，减少制动片的磨损。而能量回收试验必须一个真实的试验环境，来研究回收过程中能量回收效率的最大化和电磁制动力与机械制动力的协调关系，既保证车辆行车安全又提高了续驶里程。
[0003]针对电动汽车再生制动关键问题(能量回收的量和机械制动力与电磁制动力协调分配)的研究还处于一种预见性的、定性的仿真阶段，动力电池充电接受能力的试验需一个真实的试验环境。因此，开发一个通用性强、能真实还原电动汽车行驶工况，并能实现能量回收机理分析的试验台显得尤为迫切。因此，开发一个能根据不同车型、模拟不同行驶工况、进行充放电实验的纯电动车试验台，并通过上下位机的测控，实现上位机能根据交互输入的车辆特征参数，以实时工况参数(车速、蓄电池S0C、制动踏板行程)为融合数据，通过对三参数的模糊化处理、隶属度构建、推理，在上位机上以曲线或曲面图方式显示动力电池SOC及电磁制动力分配系数。为新车开发出来之前对能量回收机理及制动策略进行更好的设计提供一种定性与定量分析研究的试验平台，达到节约开发成本，降低研发周期的目的。

【发明内容】

[0004]针对纯电动汽车能量回收试验、机械制动力与电磁制动力的安全性试验缺乏一个真实的试验环境、试验平台不能提供可视化、动态的、交互的试验技术的问题，本实用新型提出了一种根据不同车型、不同的试验负载实现车辆在不同工况下驱动运转控制、真实的纯电动汽车能量回收测控装置。
[0005]本实用新型所述的纯电动汽车能量回收测控装置，其特征在于:包括试验台架、带有操作界面的上位机、与上位机通信的下位机测控模块、动力电池，所述的试验台架上安装驱动电机、转速转矩测量仪、飞轮组、制动器及ABS控制模块、电涡流测功机，所述的转速转矩测量仪输入端通过联轴器与所述的驱动电机的输出轴连接、输出端通过联轴器与所述的飞轮组的输入端连接；所述的飞轮组的输出端通过联轴器与所述的制动器的输入端连接，所述的制动器的输出端通过联轴器与所述的电涡流测功机连接；
[0006]所述的下位机测控模块包括电压电流检测模块、转速转矩测定模块、电磁离合控制模块、制动模块以及励磁电流占空比控制模块，所述的电压电流检测模块与所述的驱动电机相连、所述的转速转矩测定模块与所述的转速转矩测量仪相连、所述的电磁离合控制模块通过继电器(其内部集成的继电器功率单元)与所述的飞轮组的电磁离合器相连、所述的制动模块通过制动器电磁阀(其内部集成的制动器电磁阀功率单元)与所述的制动器及ABS控制模块双向通信、所述的励磁电流占空比控制模块与所述的电涡流测功机的测功器相连；所述的电压电流检测模块、转速转矩测定模块、电磁离合控制模块、制动模块以及励磁电流占空比控制模块分别与所述的上位机交互模块信号连接；所述的动力电池通过功率变化变频器与所述的驱动电机电连。
[0007]所述的上位机选择Windows XP环境下基于Delphi的可视化开发工具，并采用移植Visual Basic6.0的Mscomm通信控件实现上下位机的点对点串行通信。
[0008]所述的上位机与所述的下位机测控模块之间采用RS232串行通信方式通信。
[0009]所述的下位机测控模块为MCS-51工控单片机。
[0010]试验前，首先根据需要在上位机的操作界面上设置好待测车辆特征参数匹配的试验参数，上位机是面向用户的可视化交互操作界面，接收用户的输入指令，并把该指令对应的地址码通过串口传输到下位机，采用事件查询、应答、驱动的方式，实时在操作界面显示能量回收试验台采集的动态参数；下位机测控模块根据通信指令及地址码，控制相应的电磁离合器结合实现车辆质量的模拟；试验开始时，下位机上电并进行复位初始化，处于等待接收上位机指令状态；当收到上位机通过串口传来的采样指令时，就开始等定时器，时间一到下位机测控模块实时检测待测车辆的油门和制动踏板开度，并实时传输到上位机；当收到上位机发来的控制指令时，就会根据该指令对应的物理地址，触发下位机模块发出控制信号，进行功率变频器控制和制动力分配，并向电涡流测功机的测功器发出控制信号实时模拟行驶阻力；当车辆驱动时，下位机测控模块根据油门踏板控制功率变频器的占空比进而调节驱动电机的电枢两端的平均电压转换为RS232电平和上位机进行通信，实现车辆驱动；当车辆制动时，下位机测控模块根据制动踏板开度、动力电池的电荷状态(S0C)、驱动电机转速等状况进行制动力分配，同时控制驱动电机的电枢电压实现能量回收与ABS控制模块通信，向ABS系统发出制动力分配信号实现机械制动力的调节与控制；测试结束时，上位机向下位机测控模块发出停止命令，定时器关闭，下位机初始化并处于待命状态，完成测试。
[0011]本实用新型的有益效果是:能根据不同车型、不同的试验负载，实现车辆在不同工况下驱动运转控制，并以此研究其在再生制动模式下能量回收量、机械制动力与电磁制动力协调制动的控制策略，从而为纯电动汽车开发人员提供一种“定性、定量”分析相结合的数据、曲线技术数据。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构框架图。
[0013]图2是本实用新型的下位机测控模块的控制简图。
[0014]图3是本实用新型的下位机通信程序框图。
[0015]图4是本实用新型的上位机操控界面示意图。
[0016]图5是制动力分配及能量回收的模糊推理框图。
[0017]图6再生制动分配系数和SOC试验曲面图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图进一步说明本实用新型[0019]参照附图:
[0020]实施例1本实用新型所述的纯电动汽车能量回收测控装置，包括试验台架1、带有操作界面的上位机2、与上位机通信的下位机测控模块3、动力电池4，所述的试验台架I上安装驱动电机11、转速转矩测量仪12、飞轮组13、制动器及ABS控制模块14、电涡流测功机15，所述的转速转矩测量仪12输入端通过联轴器5与所述的驱动电机11的输出轴连接、输出端通过联轴器与所述的飞轮组13的输入端连接；所述的飞轮组13的输出端通过联轴器与所述的制动器的输入端连接，所述的制动器的输出端通过联轴器与所述的电涡流测功机15连接；
[0021]所述的下位机测控模块3包括电压电流检测模块31、转速转矩测定模块32、电磁离合控制模块33、制动模块34以及励磁电流占空比控制模块35，所述的电压电流检测模块31与所述的驱动电机11相连、所述的转速转矩测定模块32与所述的转速转矩测量仪12相连、所述的电磁离合控制模块33通过继电器与所述的飞轮组13的电磁离合器相连、所述的制动模块34通过制动器电磁阀与所述的制动器及ABS控制模块14双向通信、所述的励磁电流占空比控制模块35与所述的电涡流测功机15的测功器相连；所述的电压电流检测模块31、转速转矩测定模块32、电磁离合控制模块33、制动模块34以及励磁电流占空比控制模块35分别与所述的上位机2的交互模块信号连接；所述的动力电池4通过功率变化变频器41与所述的驱动电机11电连。
[0022]所述的上位机2选择Windows XP环境下基于Delphi的可视化开发工具，并采用移植Visual Basic6.0的Mscomm通信控件实现上下位机的点对点串行通信。
[0023]所述的上位机2与所述的下位机测控模块3之间采用RS232串行通信方式通信。
[0024]所述的下位机测控模块3为MCS-51工控单片机。
[0025]实施例2试验参数的构建与输出
[0026]( I)参数模糊化构建、推理
[0027]影响纯电动汽车再生制动中能量回收的最大化、电磁制动力分配系数最优化的动态因素很多，有车速、动力电池的储电能力、驾驶员的操作情况、路面状况等。把各种因素考虑进去固然能提高试验研究的准确性，但难以建模。本文提出以车速V (电机转速)、动力电池S0C、制动踏板行程Pos为参变量输入，再生制动分配系数为变量输出的策略模型，其推理架构如图5所示。通过对输入、输出量的模糊化处理,构建车速V (low、middle、high)、制动踏板行程Pos (low、middle、high)、电池SOC (low、middle、high),再生制动分配系数的隶属度函数，采用模糊推理的规则建立关联度，其表达形式为:
[0028]if (V is Vi / and Pos is Posi and SOC is SOCi) then regen_frac is 。
[0029](2)参数输出及去模糊化
[0030]根据图4输入的车辆特征参数，图5模糊化参数推理，得出如图6所示曲线图。其中d图为根据图4选择的充放电试验中S0C、充放电电流随试验时间变化的曲线图，a、b、c图为制动力分配系数随输入参数变化的曲面图。该曲面图可以不断通过试验、对比、优化，完善该系统中输入、输出参数的模糊化隶属度函数，使得测控系统界面易于操作、数据易于分析、功能易于拓展。通过图6中输出的参数为模糊化量，而测控系统需要一个确切的量来计算电磁制动力，因此必须对输出的参数进行去模糊化，综合考虑整车的操控及安全性能，采用加权平均法求得电机在能量回收中所占的分配系数。[0031]本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
【权利要求】
1.一种纯电动汽车能量回收测控装置，其特征在于:包括试验台架、带有操作界面的上位机、与上位机通信的下位机测控模块、动力电池，所述的试验台架上安装驱动电机、转速转矩测量仪、飞轮组、制动器及ABS控制模块、电涡流测功机，所述的转速转矩测量仪输入端通过联轴器与所述的驱动电机的输出轴连接、输出端通过联轴器与所述的飞轮组的输入端连接；所述的飞轮组的输出端通过联轴器与所述的制动器的输入端连接，所述的制动器的输出端通过联轴器与所述的电涡流测功机连接； 所述的下位机测控模块包括电压电流检测模块、转速转矩测定模块、电磁离合控制模块、制动模块以及励磁电流占空比控制模块，所述的电压电流检测模块与所述的驱动电机相连、所述的转速转矩测定模块与所述的转速转矩测量仪相连、所述的电磁离合控制模块通过继电器与所述的飞轮组的电磁离合器相连、所述的制动模块通过制动器电磁阀与所述的制动器及ABS控制模块双向通信、所述的励磁电流占空比控制模块与所述的电涡流测功机的测功器相连；所述的电压电流检测模块、转速转矩测定模块、电磁离合控制模块、制动模块以及励磁电流占空比控制模块分别与所述的上位机交互模块信号连接；所述的动力电池通过功率变化变频器与所述的驱动电机电连。
2.如权利要求1所述的一种纯电动汽车能量回收测控装置，其特征在于:所述的上位机与所述的下位机测控模块之间采用RS232串行通信方式通信。
3.如权利要求2所述的一种纯电动汽车能量回收测控装置，其特征在于:所述的下位机测控模块为MCS-51工控单片机。
【文档编号】G01R31/00GK203572669SQ201320615331
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】吴君 申请人:浙江经济职业技术学院