CN103293001A - 串联混合动力总成试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种串联混合动力总成试验台，包括用于安装串联混合动力总成的台架，用于与电动机连接的测功机，用于采集测功机的输出扭矩的扭矩采集装置；第一冷却支路的进水口和出水口分别用于与发动机的冷却接口连通；第二冷却支路的进水口和出水口分别用于与串联混合动力总成的电气装置的冷却接口连通；两个冷却支路上均设置有流量采集装置、进口温度采集装置和出口温度采集装置；监控装置接收扭矩采集装置、各流量采集装置、各温度采集装置、油耗采集装置和排放测量装置所采集的信号，以及串联混合动力总成和测功机的工作参数，并进行模拟试验调节信号的输出。应用该试验台进行调试试验，可避免在整车上调试所存在的安全隐患，并可有效降低调试成本。

Description

串联混合动力总成试验台

技术领域

本发明涉及车辆动力试验技术领域，具体涉及一种串联混合动力总成试验台。

背景技术

由于全球能源危机，节能减排是未来发展新能源车辆的主要发展目标。混合动力技术作为车辆清洁化的中长期发展的趋势，已逐渐得到各国认可，是国家大力支持的未来新能源技术之一，其中混合动力总成技术是混合动力技术重要组成部分。

现有技术中，混合动力总成采用传统的内燃机和电动机作为动力源，通过混合使用热能和电力两个动力源驱动车辆，达到节省燃料和降低排气污染的目的。显然，其性能直接关系到混合动力车辆整车性能。以动力传输路线分类，混合动力总成可分为串联式、并联式和混联式三种。其中，串联式混合动力总成由发动机、发电机和电动机三个动力部分组成，并以串联方式组成动力单元；即，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动车辆。

在串联式混合动力总成的开发过程中，需要进行调试、标定及各项性能模拟试验，通过验证控制策略及控制算法，从而提供可靠的试验数据。由此，保障整机的动力可靠性。显然，在整车上直接调试试验易受整车空间、道路、空气因素影响，存在一定安全隐患，且整车试验和标定的时间和工作量均较大。

有鉴于此，亟待针对串联式混合动力总成的自身特点研制开发出一种试验台，以降低整车试验所存在的风险和成本。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种用于串联式混合动力总成的试验台，应用该试验台进行调试试验，可避免在整车上直接调试所存在的安全隐患，并可有效降低调试成本。

本发明提供的串联混合动力总成试验台，该串联混合动力总成由发动机、发电机和电动机串接形成；串联混合动力总成试验台包括：台架，用于安装所述串联混合动力总成；测功机，用于与所述电动机的输出轴连接；扭矩采集装置，用于采集所述测功机的输出扭矩；第一冷却支路，其进水口和出水口分别用于与所述发动机的冷却接口连通；第二冷却支路，其进水口和出水口分别用于与所述串联混合动力总成的电气装置的冷却接口连通；所述第一冷却支路和第二冷却支路上均设置有流量采集装置，且所述第一冷却支路的进水口和出水口、第二冷却支路的进水口和出水口均设置有温度采集装置；油耗采集装置，设置在所述发动机的进油支路上；排放测量装置，设置在所述发动机的排放支路上；和监控装置，接收所述扭矩采集装置、各流量采集装置、各温度采集装置、油耗采集装置和排放测量装置所采集的信号，以及所述串联混合动力总成和所述测功机的工作参数，并进行模拟试验调节信号的输出。

优选地，所述测功机和相应的所述扭矩采集装置分别设置为两个，每个所述测功机分别用于与所述串联混合动力总成的两个所述电动机的输出轴相连。

优选地，两个所述测功机可由所述监控装置分别独立控制。

优选地，所述测功机通过连接装置与所述电动机的输出轴相连。

优选地，还包括：燃料供给装置，用于提供燃料至所述发动机的进油支路上；和排放装置，用于与所述发动机的排放支路相连。

优选地，所述串联混合动力总成的信号接口经由CAN总线与所述监控装置连接，所述监控装置以所述串联混合动力总成的母线电压值超出阈值范围为条件，输出停止试验的控制信号。

优选地，所述第一冷却支路和第二冷却支路上分别设置有流量调节阀，所述流量调节阀的控制端与所述监控装置相连。

优选地，所述监控装置的控制面板上具有试验数据记录显示区和试验调节控制区。

应用本发明所提供的串联式混合动力总成试验台，首先将串联动力总成固定在台架上，将输出端的电机与测功机机械连接；布置燃料测试装置、排放测试装置；布置各信号采集装置并将信号线连接到监控装置；接通冷却回路；调节监控装置的测功机控制***，对测功机进行负载调节模拟阻力矩。如此设置，串联式混合动力总成的控制***做出响应控制动力总成输出，从而实现对动力总成控制模块的调试、标定及各种性能试验，并可验证控制策略及控制算法，提供可靠试验数据；进一步地，两路冷却支路，可分别冷却串联动力总成发动机及电气装置，可以进行热管理试验、性能开发试验、耐久试验等。与现有技术相比，可大幅减少整车试验和标定的时间和工作量，降低整车试验带来的风险和成本加快产品开发进程，优化产品性能。

附图说明

图1示出了具体实施方式中所述串联混合动力总成试验台的示意图。

图中：

串联混合动力总成1、连接装置2、连接装置3、第一测功机4、第二测功机5、监控装置6、燃料供给装置7、排放装置8、进水口9、出水口10、进水口11、出水口12、油耗采集装置13、排放测量装置14、第一流量采集装置15、第一进口温度采集装置16、第二流量采集装置17、第二进口温度采集装置18、第一出口温度采集装置19、第二出口温度采集装置20、第一扭矩采集装置21、第二扭矩采集装置22。

具体实施方式

基于串联混合动力总成的结构特点，本发明的核心是提供一种适用串联混合动力总成的试验台，以完全规避在整车上进行调试试验所存在的弊端。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图1，该图示出本实施方式所述串联混合动力总成试验台的示意图。

图中所示的试验台用于具有两个输出端电动机的串联混合动力总成1，也就是说，该串联混合动力总成1由发动机、发电机和两个电动机串接形成；不失一般性，该试验台可以用于单电动机的串联混合动力总成调试。

该串联混合动力总成试验台包括用于安装所述串联混合动力总成的台架(图中未示出)，布置在带有隔振垫层且基础承压稳定的地基上。与串联混合动力总成1的两个输出端电动机相应地，设置有两个测功机；其中，第一测功机4通过连接装置2与一电动机的输出轴机械连接，第二测功机5通过连接装置3与另一电动机的输出轴机械连接。在每个连接装置与相应的测功机之间分别安装设置有第一扭矩采集装置21和第二扭矩采集装置22，以采集相应测功机的输出扭矩；两个测功机控制线路直接连接到监控装置6，通过调节监控装置6中的测功机控制器***可独立控制两台测功机的动力负载变化。

该试验台设置有两路冷却支路，第一冷却支路的进水口9和出水口10分别用于与发动机的冷却接口连通，第二冷却支路的进水口11和出水口12分别用于与串联混合动力总成1的电气装置(发电机、电动机及其控制器等)的冷却接口连通。且，第一冷却支路的进水口9处设置有第一流量采集装置15，其进水口9处还设置有第一进口温度采集装置16、出水口10处设置有第一出口温度采集装置19；同样地，第二冷却支路的进水口11处设置有第二流量采集装置17，其进水口11处还设置有第二进口温度采集装置18、出水口12处设置有第二出口温度采集装置20。各流量采集装置和各温度采集装置实时采集的信号均传输至监控装置6。这里，两个流量采集装置的位置可以根据实际需要进行设置，只要能够采集相应支路的冷却介质流量均可，而不局限于图中所示的设置在相应的冷却支路进水口处。

同时，油耗采集装置13设置在发动机的进油支路上，排放测量装置14设置在发动机的排放支路上，以分别监测获取调试状态下发动机的实际油耗和排放参数，并传输至监控装置6。其中，监控装置6接收扭矩采集装置、各流量采集装置、各温度采集装置、油耗采集装置和排放测量装置所采集的信号，以及串联混合动力总成和测功机的工作参数，并记录分析数据进行模拟试验调节信号的输出。

本方案所述串联混合动力总成试验台基于两个输出端电动机进行配置，两个测功机可由监控装置6分别独立控制，以建立不同模拟使用工况试验。如前所述，该试验台同样应用于单电动机的动力总成调试。当然，也可以是这样的设计，该试验台仅配置一组相适配的测功机、扭矩采集装置和相应的连接装置，只要应用本发明的核心设计构思均在本申请请求保护的范围内。

另外，该试验台还可以配置燃料供给装置7和排放装置8，其中，燃料供给装置7用于提供燃料至发动机的进油支路，排放装置8用于与发动机的排放支路相连，可选择同时测试发动机燃料消耗量及排放情况。

以下简要说明前述串联混合动力总成试验台的安装及调试。

首先，将串联混合动力总成1固定在台架上，将动力总成输出端的电动机与相应的测功机通过连接装置机械连接；接下来，布置油耗采集装置13、排放测量装置14；并将采集装置的信号线连接到监控装置6；接通各冷却支路；最后，调节监控装置6上测功机控制***，对每个测功机进行负载调节模拟阻力矩。调试过程中，串联混合动力总成1的控制***做出响应控制动力总成输出，从而实现对动力总成控制模块的调试、标定及各种性能试验。串联混合动力总成1的控制***工作参数通过CAN总线连接传输到监控装置6，其中，工作参数信息主要包括发动机转速扭矩、母线电压值、电机转速等关键参数信息；试验过程中，监控装置6以串联混合动力总成1的母线电压值超出阈值范围为条件，输出停止试验的控制信号，从而避免出现较大故障。

进一步地，第一冷却支路和第二冷却支路上还可以分别设置有流量调节阀(图中未示出)，每个流量调节阀的控制端与监控装置相连，以便根据试验现场的实际情况输出操作指令，调整相应冷却支路的介质流量，从而可固定不同工况下的冷却介质数据。

需要说明的是，监控装置6可以为一计算机终端，也可以设置为与试验现场分离的仪表监控台，由此，试验人员在仪表监控台内操作试验。具体地，其控制面板上具有试验数据记录显示区和试验调节控制区；其中，试验数据记录显示区可记录并显示整个试验过程的试验数据，读入6串联动力总成典型CAN总线信息；试验调节控制区可独立调节控制两台测功机负载变化，可根据传感器信号输入信息控制冷却***水温变化，由此，实现串联动力总成控制模块的调试和标定，验证控制策略和控制算法，还可进行串联动力总成稳态试验、动态试验、动力性能试验、经济性能试验、热平衡试验、道路工况模拟试验。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种串联混合动力总成试验台，该串联混合动力总成由发动机、发电机和电动机串接形成；其特征在于，包括：

台架，用于安装所述串联混合动力总成；

测功机，用于与所述电动机的输出轴连接；

扭矩采集装置，用于采集所述测功机的输出扭矩；

第一冷却支路，其进水口和出水口分别用于与所述发动机的冷却接口连通；

第二冷却支路，其进水口和出水口分别用于与所述串联混合动力总成的电气装置的冷却接口连通；所述第一冷却支路和第二冷却支路上均设置有流量采集装置，且所述第一冷却支路的进水口和出水口、第二冷却支路的进水口和出水口均设置有温度采集装置；

油耗采集装置，设置在所述发动机的进油支路上；

排放测量装置，设置在所述发动机的排放支路上；和

监控装置，接收所述扭矩采集装置、各流量采集装置、各温度采集装置、油耗采集装置和排放测量装置所采集的信号，以及所述串联混合动力总成和所述测功机的工作参数，并进行模拟试验调节信号的输出。

2.根据权利要求1所述的串联混合动力总成试验台，其特征在于，所述测功机和相应的所述扭矩采集装置分别设置为两个，每个所述测功机分别用于与所述串联混合动力总成的两个所述电动机的输出轴相连。

3.根据权利要求2所述的串联混合动力总成试验台，其特征在于，两个所述测功机可由所述监控装置分别独立控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的串联混合动力总成试验台，其特征在于，所述测功机通过连接装置与所述电动机的输出轴相连。

5.根据权利要求4所述的串联混合动力总成试验台，其特征在于，还包括：

燃料供给装置，用于提供燃料至所述发动机的进油支路上；和

排放装置，用于与所述发动机的排放支路相连。

6.根据权利要求5所述的串联混合动力总成试验台，其特征在于，所述串联混合动力总成的信号接口经由CAN总线与所述监控装置连接，所述监控装置以所述串联混合动力总成的母线电压值超出阈值范围为条件，输出停止试验的控制信号。

7.根据权利要求6所述的串联混合动力总成试验台，其特征在于，所述第一冷却支路和第二冷却支路上分别设置有流量调节阀，所述流量调节阀的控制端与所述监控装置相连。

8.根据权利要求7所述的串联混合动力总成试验台，其特征在于，所述监控装置的控制面板上具有试验数据记录显示区和试验调节控制区。

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