CN114812895B - P2架构混动动力总成效率测试试验方法及试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种P2架构混动动力总成效率测试试验方法及试验台，为在试验台进行测试试验，包括将试验程序刷入整车控制器、将测试样件安装到试验台上、将整车DBC文件导入上位机、将测试样件整车参数和试验台保护参数写入上位机、将试验工况参数写入上位机、对测试样件和试验台进行整机通信及控制调试、通过对各车速扭矩点进行测试获得各车速扭矩点瞬时油耗及MCU瞬时功率，之后经运算得到各车速扭矩点总成效率值。本发明在保证试验与测试样件实车一致性的情况下，检测各车速扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率，精确测量混动动力总成每个车速扭矩点效率，实现验证动力总成实际效率，测试工序简便易操作，数据易处理。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种P2架构混动动力总成效率测试试验方法及试验台。
背景技术
近些年，在市场需求的大力推动下，混动车辆行业得到高速发展。而混动车辆动力总成效率作为车辆功耗的一项重要参数，是评判混动车辆的一项重要依据，一直以来都是混动汽车研发着重需要研究的。
目前，P2架构混合动力总成的效率测试，还处于对混动车辆的各个部件分别进行单独测试效率Map来实现，却没有一个有效的办法来整体测试P2架构混动动力总成效率Map。而采用对混动车辆的各个部件分别进行单独测试，测试工序繁琐，测试数据多且处理不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种测试工序简便，测试数据易处理P2架构混动动力总成效率测试试验方法；本发明还提供了一种测试简便易操作的P2架构混动动力总成效率测试试验台。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：P2架构混动动力总成效率测试试验方法，包括步骤：
S1:程序刷入，首先开发试验程序，将试验程序刷入整车控制器，并将电池包SOC改为上位机控制，屏蔽因缺少电池管理***及相关配件所产生的报警；
S2:样件安装，将测试样件安装到试验台上；
S3:整车DBC文件导入，将整车DBC文件导入上位机，使上位机可以识别样件CAN总线上的所有参数；
S4:参数设置，将测试样件的整车参数和试验台的保护参数写入上位机，使混动动力总成在一个定量环境下进行的试验，保证测试样件和试验台正常试验；
S5:设置试验参数，将试验工况参数写入上位机；
S6:调试，对测试样件和试验台进行整机通信及控制调试；
S7:试验，通过上位机控制测试样件达到试验需求的车速和扭矩，对各车速扭矩点进行测试获得各车速扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率，之后经过运算得到各车速扭矩点的总成效率值，将获得的各车速扭矩点的总成效率值绘制成动力总成效率Map图；
S8:结束试验。
作为优选的技术方案，所述S7步骤的试验包括
a.控制测试样件以设定条件和车速运行，保证测试样件进行试验时运行的稳定，输入控制参数，控制测试样件运行一段时间；
b.上位机控制试验工况车速达到需求车速；
c.上位机控制油门达到需求扭矩；
d.保存数据，将每个需求车速和扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率进行多次测试，然后将每个需求车速和扭矩点的工况车速、轮端扭矩、瞬时油耗及MCU瞬时功率数据进行保存；
e.将各车速和扭矩点的数据分别求平均值，并经过如下运算得到各车速扭矩点的总成效率值：
式中，ω为轮端转速，单位r/min；v为工况车速，单位km/h；r为轮胎半径，单位m，
根据上式中得出各车速和扭矩点的轮端转速，然后通过以下公式运算得出每个车速扭和矩点的总成效率：
式中，η总成为该车速和扭矩点的总成效率；T为该车速和扭矩点的轮端扭矩和，单位N.m；Pmcu为该车速和扭矩点的MCU瞬时功率，单位kW；q为燃油热值，单位J/kg；F为该车速和扭矩点的瞬时油耗，单位kg/h；
f.绘制动力总成效率Map，将获得的各车速扭矩点的总成效率值绘制成动力总成效率Map图。
作为优选的技术方案，将每个需求车速和扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率从最低需求车速和扭矩开始，每个需求车速和扭矩点按照10ms的采样频率采集300个点的数据并求平均值。
作为优选的技术方案，所述S4步骤的测试样件的整车参数和试验台的保护参数包括驱动电机及MCU的冷却水进口温度及流量、发动机的进水温度及压力、发动机的增压空气进气温度、发动机的燃油进油温度、后桥温度、高压***额定电压值、电池SOC值和驱动模式。
P2架构混动动力总成效率测试试验台，包括试验台架，所述试验台架设有上位机，所述试验台架设有上位机，所述上位机连接控制有测功电机、功率分析仪、扭矩转速传感器、转速编码器、低压供电***、发动机冷却水控制***、发动机增压空气冷却***、油耗仪及燃油温控***、燃油存储***、驱动电机及控制器温控***、电池模拟器、尾气处理***、后桥表面喷淋冷却***和后桥润滑油冷却***。
作为优选的技术方案，所述上位机与测功电机通过TCP网络连接通信；所述上位机与测试样件上控制器通过CAN模块接入测试样件整车CAN网络；所述上位机通过PLC控制器接入测试样件控制器的硬线端口。
由于采用了上述技术方案的P2架构混动动力总成效率测试试验方法及试验台，包括：S1:程序刷入，S2:样件安装，S3:整车DBC文件导入，S4:参数设置，S5:设置试验参数，S6:调试，S7:试验，通过上位机控制测试样件达到试验需求的车速和扭矩，对各车速扭矩点进行测试获得各车速扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率，之后经过运算得到各车速扭矩点的总成效率值，将获得的各车速扭矩点的总成效率值绘制成动力总成效率Map图；S8:结束试验。本发明的试验方法及试验台能在控制大多数试验环境变量，并在不修改测试样件整车控制动力控制策略下进行试验，保证了试验与测试样件实车的一致性的情况下，检测各车速扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率，精确测量混动动力总成每个车速扭矩点的效率，实现验证动力总成实际效率，测试工序简便易操作，测试数据易处理。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明的试验流程图；
图2是本发明的测试试验步骤图；
图3是本发明的试验台示意图。
图中：1-右转速编码器；2-右测功电机；3-右扭矩转速传感器；4-后桥总成；5-左扭矩转速传感器；6-左测功电机；7-左转速编码器；8-传动轴；9-变速箱；10-变速箱控制器；11-变速扭矩转速传感器；12-离合控制器；13-发动机控制器；14-低压供电***；15-发动机冷却水控制***；16-发动机增压空气冷却***；17-油耗仪及燃油温控***；18-燃油存储***；19-驱动电机及控制器温控***；20-电池模拟器；21-功率分析仪；22-驱动电机控制器；23-发动机；24-离合器；25-驱动电机；26-尾气处理***；27-后桥表面喷淋冷却***；28-后桥润滑油冷却***。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，P2架构混动动力总成效率测试试验方法，其特征在于包括步骤：
S1:程序刷入，将试验程序刷入整车控制器，并将电池包SOC改为上位机控制，屏蔽因缺少电池管理***及相关配件所产生的报警；
S2:样件安装，将测试样件安装到试验台上；
S3:整车DBC文件导入，将整车DBC文件导入上位机，使上位机可以识别样件CAN总线上的所有参数；
S4:参数设置，将测试样件的整车参数和试验台的保护参数写入上位机，使混动动力总成在一个定量环境下进行的试验，保证测试样件和试验台正常试验；这些参数可以根据测试样件的技术要求获取，包括：测试样件驱动电机25及MCU的冷却水进口温度及流量、发动机23的进水温度及压力、发动机23的增压空气进气温度、发动机23的燃油进油温度、后桥总成4温度、高压***额定电压值、电池SOC值以及驱动模式为纯电还是混动；在上位机控制下以保证测试样件动力总成是在一个定量环境下进行的试验；
S5:设置试验参数，将试验工况参数写入上位机；
S6:调试，对测试样件和试验台进行整机通信及控制调试，保证试验的顺利进行；
S7:试验，通过上位机控制测试样件达到试验需求的车速和扭矩，对各车速扭矩点进行测试获得各车速扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率，之后经过运算得到各车速扭矩点的总成效率值，将获得的各车速扭矩点的总成效率值绘制成动力总成效率Map图；
S8:结束试验。
如图2所示，所述S7步骤的试验包括试验开始后进行：
a.输入控制参数，控制测试样件运行一段时间，保证测试样件进行试验时运行的稳定；控制参数和以及测试样件运行的车速为按测试样件技术要求正常运行的条件和车速，包括各温度条件、电池SOC值等，运行时间可以采用20分钟，根据测试样件的实际运行时间也可以采用10分钟或30分钟等；
b.上位机控制试验工况车速达到需求车速；这个需求车速为测功机处的车速；
c.上位机控制油门达到需求扭矩；可以控制整车控制器控制油门从最低车速要求、最低轮端扭矩输入开始，对每个需求车速和扭矩点进行测试，测得每个点的瞬时油耗及MCU瞬时功率的数据；但是如果无法达到该需求扭矩，则重复步骤b，进行下一个需求车速测试；如果未测试完毕，则需要将测试样件各个部件温度降低到规范要求，进行下一个测试点测试，重复步骤b和c，如果测试完毕后，进行下一步骤；
d.保存数据，将每个需求车速和扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率进行多次测试，然后将每个需求车速和扭矩点的工况车速、轮端扭矩、瞬时油耗及MCU瞬时功率等数据进行保存；
e.将各车速和扭矩点的各数据分别求平均值，并经过如下运算得到各车速扭矩点的总成效率值：
式中，ω为轮端转速，单位r/min；v为各工况车速，单位km/h；r为轮胎半径，单位m，
根据上式中得出各车速和扭矩点的轮端转速，然后通过以下公式运算得出每个车速扭和矩点的总成效率：
式中，η总成为该车速和扭矩点的总成效率；T为该车速和扭矩点的轮端扭矩和，单位N.m；Pmcu为该车速和扭矩点的MCU瞬时功率，单位kW；q为燃油热值，单位J/kg；F为该车速和扭矩点的瞬时油耗，单位kg/h；
且上述式中的工况车速、轮端扭矩、瞬时油耗及MCU瞬时功率均为该车速和扭矩点的平均值；可以采用每个需求车速和扭矩点按照10ms的采样频率采集300个点的数据并求平均值；
f.绘制动力总成效率Map，将获得的各车速扭矩点的总成效率值绘制成动力总成效率Map图，试验结束。
如图3所示，测试样件P2混动车辆动力总成主要部件包括发动机23、离合器24、驱动电机25、变速箱9、传动轴8、后桥总成4、发动机控制器13、驱动电机控制器22、变速箱控制器10、离合控制器12、整车控制器、整车线束***，发动机控制器13连接控制发动机23，驱动电机控制器22来控制驱动电机25，变速箱控制器10连接控制变速箱9，离合控制器12连接控制离合器24，整车控制器用于测试样件的整车控制。
P2架构混动动力总成效率测试试验台，包括试验台架，所述试验台架设有上位机，以及
测功电机，测功电机为两个，包括右测功电机2和左测功电机6，分别连接测试样件后桥总成4两输出端用于工况模拟、控制轮端转速；
功率分析仪21，功率分析仪21用于采集测试样件驱动电机控制器22输入输出电流电压与功率；
扭矩转速传感器，扭矩转速传感器位三个，包括右扭矩转速传感器3、左扭矩转速传感器5和变速扭矩转速传感器11，右扭矩转速传感器3安装在右测功电机2和后桥总成4右输出端之间用于采集右测功电机2扭矩，左扭矩转速传感器5安装在左测功电机6和后桥总成4左输出端之间用于采集左测功电机6扭矩，在一车速和扭矩点测试时获得的右扭矩转速传感器3和左扭矩转速传感器5和即为该车速和扭矩点的轮端扭矩和T；变速扭矩转速传感器11安装在传动轴8和变速箱9输出端之间用于采集变速箱输出扭矩；
转速编码器，转速编码器为两个，包括右转速编码器1和左转速编码器7，分别安装在右测功电机2和左测功电机6上，用于采集右测功电机2和左测功电机6转速，实现两测功电机转速精确闭环控制；
低压供电***14，连接发动机23，给发动机23启动提供低压电源，同时还为低压电器如测试样件的变速箱控制器10、离合控制器12和发动机控制器13等提供低压电源；
发动机冷却水控制***15，发动机冷却水控制***15连接发动机23为发动机23水温提供进水温度与流量控制；
发动机增压空气冷却***16，发动机增压空气冷却***16连接发动机23为发动机23增压空气提供进气温度控制；
油耗仪及燃油温控***17，包括油耗仪和燃油温控***，油耗仪连接发动机23，燃油温控***连接油耗仪，油耗仪及燃油温控***17为发动机23提供燃油消耗测量及燃油进油温度控制；
燃油存储***18，燃油存储***18连接油耗仪为油耗仪提供持续安全的燃油供给；
驱动电机及控制器温控***19，包括驱动电机温控***和驱动电机控制器温控***，驱动电机及控制器温控***19连接驱动电机25和驱动电机控制器22，驱动电机及控制器温控***19为驱动电机25及驱动电机控制器22提供进水温度、流量、压力控制；
电池模拟器20，连接驱动电机控制器22，电池模拟器20为试验***提供所需的高压电源；
尾气处理***26，尾气处理***26连接发动机23为发动机23所产生的尾气进行处理；
后桥表面喷淋冷却***27，位于后桥总成4处，后桥表面喷淋冷却***27以后桥表面洒水方式进行后桥温度控制；
后桥润滑油冷却***28，后桥润滑油冷却***28连接后桥总成4，以后桥内部润滑油循环至冷却***内部方式进行后桥温度控制。
上位机用于发送指令信号，并接收试验台架及发动机控制器13、驱动电机控制器22、变速箱控制器10、离合控制器12、整车控制器等的控制器信息；
所述上位机连接控制右测功电机2、左测功电机6、功率分析仪21、右扭矩转速传感器3、左扭矩转速传感器5、变速扭矩转速传感器11、右转速编码器1、左转速编码器7、低压供电***14、发动机冷却水控制***15、发动机增压空气冷却***16、油耗仪及燃油温控***17、燃油存储***18、驱动电机及控制器温控***19、电池模拟器20、尾气处理***26、后桥表面喷淋冷却***27和后桥润滑油冷却***28。所述上位机还连接控制发动机控制器13、驱动电机控制器22、变速箱控制器10、离合控制器12和整车控制器。
所述上位机与测功电机通过TCP网络连接通信，通过上位机设置目标工况，将目标工况数据发送至测功电机的变频控制***，变频控制***通过转速编码器闭环实现车速精准控制；所述上位机与测试样件上各控制器通过CAN模块接入测试样件整车CAN网络，检测测试样件各控制器及硬件温度、故障代码、当前挡位、各个节点转速扭矩、驱动模式、输入电压电流、Ready状态等，并且控制测试样件的钥匙信号、SOC值、换挡、驱动模式切换等控制信号；所述上位机通过PLC控制器接入测试样件各控制器的硬线端口，输出油门开度、刹车开度、刹车开关量、使能信号等，用于控制车辆的行驶速度、制动及测试样件控制器的使能。
本P2架构混动动力总成效率测试试验方法及试验台能在控制大多数环境变量，并在不修改测试样件整车控制动力控制策略下进行试验，保证了试验与测试样件实车的一致性的情况下，精确测量测试样件的混动动力总成每个车速扭矩点的效率，验证动力总成实际效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
如上所述，已经在上面具体地描述了本发明的实施例，但是本发明不限于此。本领域的技术人员应该理解，可以根据设计要求或其他因素进行各种修改、组合、子组合或者替换，而它们在所附权利要求及其等效物的范围内。
Claims (3)
1.P2架构混动动力总成效率测试试验方法，其特征在于包括步骤：
S1:程序刷入，将试验程序刷入整车控制器，并将电池包SOC改为上位机控制，屏蔽因缺少电池管理***及相关配件所产生的报警；
S2:样件安装，将测试样件安装到试验台上；
S3:整车DBC文件导入，将整车DBC文件导入上位机，使上位机可以识别样件CAN总线上的所有参数；
S4:参数设置，将测试样件的整车参数和试验台的保护参数写入上位机，使混动动力总成在一个定量环境下进行的试验，保证测试样件和试验台正常试验；
S5:设置试验参数，将试验工况参数写入上位机；
S6:调试，对测试样件和试验台进行整机通信及控制调试；
S7:试验，通过上位机控制测试样件达到试验需求的车速和扭矩，对各车速扭矩点进行测试获得各车速扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率，之后经过运算得到各车速扭矩点的总成效率值，将获得的各车速扭矩点的总成效率值绘制成动力总成效率Map图；
S8:结束试验；
其中，所述S7步骤的试验包括
a.控制测试样件以设定条件和车速运行，保证测试样件进行试验时运行的稳定；
b.上位机控制试验工况车速达到需求车速；
c.上位机控制油门达到需求扭矩；
d.保存数据，将每个需求车速和扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率进行多次测试，然后将每个需求车速和扭矩点的工况车速、轮端扭矩、瞬时油耗及MCU瞬时功率数据进行保存；
e.将各车速和扭矩点的数据分别求平均值，并经过如下运算得到各车速扭矩点的总成效率值：
式中，ω为轮端转速，单位r/min；v为工况车速，单位km/h；r为轮胎半径，单位m，
根据上式中得出各车速和扭矩点的轮端转速，然后通过以下公式运算得出每个车速扭和矩点的总成效率：
式中，η总成为该车速和扭矩点的总成效率；T为该车速和扭矩点的轮端扭矩和，单位N.m；Pmcu为该车速和扭矩点的MCU瞬时功率，单位kW；q为燃油热值，单位J/kg；F为该车速和扭矩点的瞬时油耗，单位kg/h；
f.绘制动力总成效率Map，将获得的各车速扭矩点的总成效率值绘制成动力总成效率Map图。
2.如权利要求1所述的P2架构混动动力总成效率测试试验方法，其特征在于：将每个需求车速和扭矩点的瞬时油耗及MCU瞬时功率从最低需求车速和扭矩开始，每个需求车速和扭矩点按照10ms的采样频率采集300个点的数据并求平均值。
3.如权利要求1或2所述的P2架构混动动力总成效率测试试验方法，其特征在于：所述S4步骤的测试样件的整车参数和试验台的保护参数包括驱动电机及MCU的冷却水进口温度及流量、发动机的进水温度及压力、发动机的增压空气进气温度、发动机的燃油进油温度、后桥温度、高压***额定电压值、电池SOC值和驱动模式。
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