CN109030028B - 混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法 - Google Patents

混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，包括如下步骤：S1，将待测的混合动力汽车放置于转鼓试验台的滚筒上，设置转鼓试验台滚筒的工作模式；S2，采集混合动力汽车运行过程中的汽车工作数据，设置滚筒的转速从而调整运行车速；S3，通过踏板限位器调整车辆加速踏板开度，获取车辆在某一运行车速、不同负荷条件下的混合动力***状态数据。根据数据分析混合动力***的动力总成工作模式，并记录大量的“车速‑负荷”条件下的动力总成工作模式，生成动力总成工作模式点阵状态图，获取各个动力总成工作模式划分区间。

Description

混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法
技术领域
本发明涉及计算机分析领域，尤其涉及一种混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法。
背景技术
混合动力汽车以其良好的环保性和实用性诠释了内燃机、动力电池和耦合技术的有机结合，解决了当前动力电池能量密度低、纯电动汽车续驶里程短的问题，具有较高的技术水平和市场应用价值。
受其多能源耦合特性的影响，混合动力汽车具有动力总成工作模式繁多且模式与模式之间容易存在重叠工作区域的问题。在对标过程中需要对车辆进行大量的测试，以期通过大量工况的数据分析，获取标杆样车动力总成工作模式划分。
传统的测试方法往往需要就多种循环工况和单次工况进行分析和统计，以寻找动力总成工作模式划分的区域，但这种方法存在较大的弊端，即难以全面、***的完成动力总成模式划分图的绘制。因而如何精确、不遗漏的对动力总成工作模式划分规则进行测试，特别是，如何准确找到模式与模式之间重叠区域和分界线一直是本领域技术人员所要解决的技术难题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种混合动力汽车的动力总成工作模式划分方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，包括如下步骤：
S1，将待测的混合动力汽车放置于转鼓试验台的滚筒上，设置转鼓试验台滚筒的工作模式；
S2，设置滚筒的转速从而使车辆获取稳定的运行车速。采集车辆运行过程中的混合动力***状态数据；
S3，通过踏板限位器调整车辆加速踏板开度，获取车辆在某一运行车速、不同负荷条件下的混合动力***状态数据。根据数据分析混合动力***的动力总成工作模式，并记录大量的“车速-负荷”条件下的动力总成工作模式，生成动力总成工作模式点阵状态图，获取各个动力总成工作模式划分区间。
所述的混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，优选的，所述S1包括：
S1-1，将待测的混合动力汽车驱动轮置于转鼓试验台的滚筒上，非驱动轮固定或者随转鼓试验台的滚筒空转；
S1-2，设置转鼓为恒速模式；
S1-3，设置汽车为前进档，关闭车载附件的用电装置。
所述的混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，优选的，所述S2包括：
S2-1，采集车辆运行过程中发动机、发电机、驱动电机的转速和扭矩信号，采集车辆运行过程中动力电池的电流和电压信号；采集车辆运行过程中驱动半轴扭矩信号；
S2-2，设置转鼓转速调节车辆运行车速。分别设置转鼓转速使得车辆在最小车速为0、最大车速为Vmax的区间内取得n个车速点进行测试。
所述的混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，优选的，所述S3包括：
S3-1，设置踏板限位器调节车辆加速踏板开度；分别设置加速踏板开度，使得车辆在最小开度0％、最大开度100％的区间内取得m个踏板开度点进行测试；
S3-2，测试过程中，首先设置转鼓滚筒的恒速模式，使转鼓滚筒运行在某一稳定转速，通过转鼓滚筒带动车辆达到该稳定转速对应的稳定车速Vi，Vi＝Vmax/n，将最大车速为Vmax的区间内的n个车速点进行测试；其次，在某一稳定车速Vi条件下，通过踏板限位器获得某一稳定的加速踏板开度Pj，Pj＝100％/m；
S3-3，采集车辆在每一个测试点(Vi，Pj)条件下发动机、驱动电机、发电机的转速N和扭矩T信号，根据P＝T*N/9550计算发动机机械功率Pe、驱动电机机械功率Pm、发电机机械功率Pg；采集车辆在每一个测试点(Vi，Pj)条件下动力电池的电流I和电压V信号，根据P＝VI计算动力电池的电功率Pb；根据Pe、Pm、Pg、Pb的关系，通过列式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)判断混合动力汽车的动力总成工作模式：
Pe＝0,Pm>0,Pg＝0,Pb>0 纯电动模式 (1)；
Pe>0,Pm>0,Pg<0,Pb＝0 串联模式，电池不充电不放电 (2)；
Pe>0,Pm>0,Pg<0,Pb<0 串联模式，电池充电 (3)；
Pe>0,Pm>0,Pg<0,Pb>0 串联模式，电池放电 (4)；
Pe>0,Pm＝0,Pg＝0,Pb＝0 并联模式，电池不充电不放电 (5)；
Pe>0,Pm>0,Pg＝0,Pb>0 并联模式，电池放电 (6)；
Pe>0,Pm<0,Pg＝0,Pb<0 并联模式，电池充电 (7)；
S3-4，根据上述S3-3，记录每一个测试点(Vi，Pj)对应的车辆动力总成工作模式，绘制以车速V为X轴、驱动半轴扭矩Tt为Y轴的坐标点图，并将不同动力总成工作模式的点以不同的颜色进行区分，获得车辆动力总成工作模式图，通过此图可得到车辆动力总成工作模式的划分区域及相邻两个工作模式的分界线；
S3-5，根据上述S3-4初步确定动力总成工作模式划分区域和边界后，在相邻两个工作模式重叠区域，可局部微调车速增量ΔV和踏板开度增量ΔP，按照上述测试步骤分别在X和Y两个坐标轴方向对动力总成工作模式划分区域和边界进行优化，以获取更为精细的边界线及重叠区域。
S3-6，根据上述S3-4，所绘制的X、Y轴坐标点图，其X坐标可以是车速、转速；其Y坐标可以是驱动力、扭矩、功率、车辆加速度。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
利用转鼓的恒速模式，能够充分模拟出车辆行驶过程的各个稳定车速，解决了循环工况和单次工况无法覆盖车辆全车速范围的问题。
在转鼓恒速模式的基础上，在任意一个车速点，通过加速踏板限位器实现加速踏板开度在0～100％范围内的连续可调性，实现了任意一个车速点车辆上车辆负荷的连续可调性，解决了循环工况和单次工况在一些车速点无法实现的车辆负荷。
利用转鼓恒速模式调节车速、利用加速踏板限位器调节车辆负荷，从车速(X轴方向)和车辆负荷(Y轴方向)两个维度进行调节，保证了车辆在全工况范围内的运行特性，在此基础上分析的动力总成工作模式划分情况是完整而没有遗漏的。
利用车速(X轴方向)和车辆负荷(Y轴方向)两个维度的局部微调，可进一步细化动力总成工作模式划分的状态采集，进而精确的获取相邻的两种动力总成工作模式之间的重叠区域和划分界线。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明流程图；
图2是本发明的划分示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供了一种混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，包括如下步骤：
1、将待测的混合动力汽车驱动轮置于转鼓试验台的滚筒上，非驱动轮固定或者随转鼓试验台的滚筒空转。
2、设置转鼓为恒速模式。
3、设置汽车为前进档，关闭车载附件和空调等用电装置。
4、采集汽车运行过程中包括但不仅限于发动机、发电机、驱动电机***的转速和扭矩信号；采集车辆运行过程中动力电池的电流和电压信号；采集车辆运行过程中驱动半轴扭矩信号。
5、设置转鼓车速调整汽车运行车速。分别设置转鼓初始车速为0km/h，最大车速为Vmax的区间内的n个车速点进行测试。
6、设置加速踏板限位器调整汽车加速踏板开度。分别设置初始加速踏板开度为0％，最大开度100％的区间内的m个踏板开度点进行测试。
7、测试开始时，首先通过转鼓的恒速模式带动汽车达到第5步骤所述的某一目标车速；其次在该目标车速下分别踩下第6步骤所述的某一目标加速踏板开度。共计采集n*m个点阵条件下的第4步骤所述的信号。
8、通过第4步骤所述信号的分析，确定各个点阵状态的汽车动力总成工作模式。
9、绘制X轴为车速、Y轴为扭矩或者驱动力的图。其中坐标图的点表示动力总成工作模式。
10、根据第5步骤和第6步骤所述的方法，不断调整采样点的增量，以获取更为精确的动力总成模式划分图。
A、上述方法的第1条，若在二驱转鼓进行测试，非驱动轮固定；若在四驱转鼓进行测试，非驱动轮空转。
B、上述方法的第3条，车载附件和空调等用电装置的开关，只是增加了混合动力***的负荷，对本测试方法的运行没有影响。为了便于分析，这里设置为关闭。
C、上述方法的第4条，本方法的核心是根据各种试验条件下的发动机、电机、发电机、动力电池、整车半轴的扭矩、转速、功率信号输出关系分析动力总成工作模式，因此具体监控的车辆和关键部件参数将根据待测车辆的构型确定。本方法适用于一切混合动力***构型。
D、上述方法的第5条，车速增量设置可以根据测试精度的需求进行调整，进而改变车速点的选取密度。特别是，在初步确定动力总成工作模式边界后，可局部微调车速增量，以在坐标轴X方向获取更为精细的边界线以及动力总成工作模式重叠区域。
E、上述方法的第6条，加速踏板开度设置的本质目的是改变车辆运行过程中的负荷。可以根据测试精度的需求进行调整，进而改变踏板开度以及驱动力的选取密度。特别是，在初步确定动力总成工作模式边界后，可局部微调加速踏板开度增量，以在坐标轴Y方向获取更为精细的边界线以及动力总成工作模式重叠区域。
如图2所示，通过上述方法进行测试，获取各个点阵状态下的动力总成工作模式划分区域图。
本发明提供了一种混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，包括如下步骤：
S1，将待测的混合动力汽车放置于转鼓试验台的滚筒上，设置转鼓试验台滚筒的工作模式；
S2，设置滚筒的转速从而使车辆获取稳定的运行车速。采集车辆运行过程中的混合动力***状态数据；
S3，通过踏板限位器调整车辆加速踏板开度，获取车辆在某一运行车速、不同负荷条件下的混合动力***状态数据。根据数据分析混合动力***的动力总成工作模式，并记录大量的“车速-负荷”条件下的动力总成工作模式，生成动力总成工作模式点阵状态图，获取各个动力总成工作模式划分区间。
所述的混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，优选的，所述S1包括：
S1-1，将待测的混合动力汽车驱动轮置于转鼓试验台的滚筒上，非驱动轮固定或者随转鼓试验台的滚筒空转；
S1-2，设置转鼓为恒速模式；
S1-3，设置汽车为前进档，关闭车载附件的用电装置。
所述的混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，优选的，所述S2包括：
S2-1，采集车辆运行过程中发动机、发电机、驱动电机的转速和扭矩信号，采集车辆运行过程中动力电池的电流和电压信号；采集车辆运行过程中驱动半轴扭矩信号；
S2-2，设置转鼓转速调节车辆运行车速。分别设置转鼓转速使得车辆在最小车速为0、最大车速为Vmax的区间内取得n个车速点进行测试。
所述的混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，优选的，所述S3包括：
S3-1，设置踏板限位器调节车辆加速踏板开度。分别设置加速踏板开度，使得车辆在最小开度0％、最大开度100％的区间内取得m个踏板开度点进行测试。
S3-2，测试过程中，首先设置转鼓滚筒的恒速模式，使转鼓滚筒运行在某一稳定转速，通过转鼓滚筒带动车辆达到该稳定转速对应的稳定车速Vi，Vi＝Vmax/n。其次，在某一稳定车速Vi条件下，通过踏板限位器获得某一稳定的加速踏板开度Pj，Pj＝100％/m。
S3-3，采集车辆在每一个测试点(Vi，Pj)条件下发动机、驱动电机、发电机的转速(N)和扭矩(T)信号，根据P＝T*N/9550计算发动机机械功率Pe、驱动电机机械功率Pm、发电机机械功率Pg；采集车辆在每一个测试点(Vi，Pj)条件下动力电池的电流(I)和电压(V)信号，根据P＝VI计算动力电池的电功率Pb。根据Pe、Pm、Pg、Pb的关系，通过列式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)判断混合动力汽车的动力总成工作模式：
Pe＝0,Pm>0,Pg＝0,Pb>0 纯电动模式 (1)
Pe>0,Pm>0,Pg<0,Pb＝0 串联模式，电池不充电不放电 (2)
Pe>0,Pm>0,Pg<0,Pb<0 串联模式，电池充电 (3)
Pe>0,Pm>0,Pg<0,Pb>0 串联模式，电池放电 (4)
Pe>0,Pm＝0,Pg＝0,Pb＝0 并联模式，电池不充电不放电 (5)
Pe>0,Pm>0,Pg＝0,Pb>0 并联模式，电池放电 (6)
Pe>0,Pm<0,Pg＝0,Pb<0 并联模式，电池充电 (7)
S3-4，根据上述S3-3，记录每一个测试点(Vi，Pj)对应的车辆动力总成工作模式，绘制以车速V为X轴、驱动半轴扭矩Tt为Y轴的坐标点图，并将不同动力总成工作模式的点以不同的颜色进行区分，获得车辆动力总成工作模式图，通过此图可得到车辆动力总成工作模式的划分区域及相邻两个工作模式的分界线。
S3-5，根据上述S3-4初步确定动力总成工作模式划分区域和边界后，在相邻两个工作模式重叠区域，可局部微调车速增量ΔV和踏板开度增量ΔP，按照上述测试步骤分别在X和Y两个坐标轴方向对动力总成工作模式划分区域和边界进行优化，以获取更为精细的边界线及重叠区域。
S3-6，根据上述S3-4，所绘制的X、Y轴坐标点图，其X坐标可以是车速、转速；其Y坐标可以是驱动力、扭矩、功率、车辆加速度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将待测的混合动力汽车放置于转鼓试验台的滚筒上，设置转鼓试验台滚筒的工作模式；
S2，设置滚筒的转速从而使车辆获取稳定的运行车速；采集车辆运行过程中的混合动力***状态数据；
S3，通过踏板限位器调整车辆加速踏板开度，获取车辆在某一运行车速、不同负荷条件下的混合动力***状态数据；根据数据分析混合动力***的动力总成工作模式，并记录大量的“车速-负荷”条件下的动力总成工作模式，生成动力总成工作模式点阵状态图，获取各个动力总成工作模式划分区间；
所述S3包括：
S3-1，设置踏板限位器调节车辆加速踏板开度；分别设置加速踏板开度，使得车辆在最小开度0％、最大开度100％的区间内取得m个踏板开度点进行测试；
S3-2，测试过程中，首先设置转鼓滚筒的恒速模式，使转鼓滚筒运行在某一稳定转速，通过转鼓滚筒带动车辆达到该稳定转速对应的稳定车速Vi，Vi＝Vmax/n，将最大车速为Vmax的区间内的n个车速点进行测试；其次，在某一稳定车速Vi条件下，通过踏板限位器获得某一稳定的加速踏板开度Pj，Pj＝100％/m；
S3-3，采集车辆在每一个测试点(Vi，Pj)条件下发动机、驱动电机、发电机的转速N和扭矩T信号，根据P＝T*N/9550计算发动机机械功率Pe、驱动电机机械功率Pm、发电机机械功率Pg；采集车辆在每一个测试点(Vi，Pj)条件下动力电池的电流I和电压V信号，根据P＝VI计算动力电池的电功率Pb；根据Pe、Pm、Pg、Pb的关系，通过列式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)判断混合动力汽车的动力总成工作模式：
Pe＝0,Pm>0,Pg＝0,Pb>0 纯电动模式 (1)；
Pe>0,Pm>0,Pg<0,Pb＝0 串联模式，电池不充电不放电 (2)；
Pe>0,Pm>0,Pg<0,Pb<0 串联模式，电池充电 (3)；
Pe>0,Pm>0,Pg<0,Pb>0 串联模式，电池放电 (4)；
Pe>0,Pm＝0,Pg＝0,Pb＝0 并联模式，电池不充电不放电 (5)；
Pe>0,Pm>0,Pg＝0,Pb>0 并联模式，电池放电 (6)；
Pe>0,Pm<0,Pg＝0,Pb<0 并联模式，电池充电 (7)；
S3-4，根据上述S3-3，记录每一个测试点(Vi，Pj)对应的车辆动力总成工作模式，绘制以车速V为X轴、驱动半轴扭矩Tt为Y轴的坐标点图，并将不同动力总成工作模式的点以不同的颜色进行区分，获得车辆动力总成工作模式图，通过此图可得到车辆动力总成工作模式的划分区域及相邻两个工作模式的分界线；
S3-5，根据上述S3-4初步确定动力总成工作模式划分区域和边界后，在相邻两个工作模式重叠区域，可局部微调车速增量ΔV和踏板开度增量ΔP，按照上述测试步骤分别在X和Y两个坐标轴方向对动力总成工作模式划分区域和边界进行优化，以获取更为精细的边界线及重叠区域。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，其特征在于，所述S1包括：
S1-1，将待测的混合动力汽车驱动轮置于转鼓试验台的滚筒上，非驱动轮固定或者随转鼓试验台的滚筒空转；
S1-2，设置转鼓为恒速模式；
S1-3，设置汽车为前进档，关闭车载附件的用电装置。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车动力总成工作模式划分的测试方法，其特征在于，所述S2包括：
S2-1，采集车辆运行过程中发动机、发电机、驱动电机的转速和扭矩信号，采集车辆运行过程中动力电池的电流和电压信号；采集车辆运行过程中驱动半轴扭矩信号；
S2-2，设置转鼓转速调节车辆运行车速；分别设置转鼓转速使得车辆在最小车速为0、最大车速为Vmax的区间内取得n个车速点进行测试。
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