双电机驱动电动车动力系统试验平台设计

为了满足双电机驱动电动车动力系统开发与测试的需求,搭建了基于实时控制器的试验平台测控系统。依据动力系统测试功能的需求,对平台进行了结构设计。基于LabVIEW软件开发平台,设计了平台测控系统软件,并开发了可实现控制部件间控制器局域网络(CAN)通信的平台通信系统。分析了电机特性参数和转矩分配系数对双电机动力系统功耗的影响规律,验证了电力测功机道路负载模拟功能。测试结果表明:所设计的双电机试验平台能进行动力系统部件特性参数试验、转矩分配试验和道路模拟试验,满足双电机驱动电动车动力系统开发与测试要求。     

纯电动汽车车载电源性能在环测试平台研究

为研究纯电动汽车车载电源性能,提出并搭建了由异步电动机和直流电动机组成的在环测试平台.异步电动机用来模拟纯电动汽车的牵引电动机,直流电动机用来模拟汽车行驶时的阻力和惯量,对异步电动机和直流电动机分别实施转速控制和转矩控制.分析了电动汽车行驶工况,给出了简单循环工况下参考转速、转距和功率.设计了异步电动机调速系统转速控制器和电流控制器,建立了异步电动机调速系统的数学模型,提出了基于自适应模糊神经网络控制的异步电动机调速系统.仿真和实验结果表明,基于自适应模糊神经网络控制的调速系统明显优于PID控制的交流调速系统,在环测试平台能够较好跟踪参考转速和参考转距的变化.     

基于台架模拟的纯电动汽车能耗经济性研究

 能源和环保问题使纯电动汽车能耗经济性问题被日趋重视,采用台架模拟的方法研究能耗经济性,建立了纯电动汽车能耗试验台架系统,开发了测试系统软件。以实验室研发的ECUV纯电动汽车为对象,在台架上测试不同车速下匀速行驶的百公里能耗作出能耗经济特性曲线,模拟道路循环行驶工况实现续驶里程及能耗仿真计算。通过测试纯电动汽车在不同整车质量下的百公里能耗,分析整车质量对能耗经济性的影响。研究结果用于指导ECUV纯电动汽车能耗性能的改善及续驶里程的提高,对开发其它电动汽车具有参考作用。     

车用大功率燃料电池发动机动力系统平台

为了测试城市客车用燃料电池发动机的性能,开发了200 kW燃料电池发动机动力系统平台。该平台采用了水阻负载结合电动负载的组合式负载结构。其中,电动负载由DC/DC变换器、感应电动机和测功机组成,可以模拟车用燃料电池发动机实际工况。该文研究了平台的部件匹配及保护问题,建立了车用燃料电池发动机的试验工况。实验结果表明该平台可以满足大功率车用燃料电池发动机的性能测试需求。     

混合动力系统控制网络的逆向分析与测试方法

针对未知车用混合动力系统的控制网络提出了逆向分析与测试的实验方法.提出了一种对比回归的思路,结合实车道路实验和台架实验的数据,分析得出实用有效的控制协议;以该协议为基础,采用虚拟仪器技术设计了快速原型控制器,通过台架实验完成了系统中各部件的性能测试;在整个台架实验过程中均用到了残余总线法.以国外某型号客车用并联混合动力系统为目标进行了验证,快速原型在系统控制中的有效应用证明了协议分析的正确性以及所提出的逆向分析与测试方法的适用性;同时采用残余总线法实现了部件的在系统测试.     

汽车加速工况的仿真实验

汽车加速工况仿真实验系统由发动机－测功机实验台架、模拟驾驶实验台和计算机数据采集及控制系统组成。模拟实验时,系统交地采集到的发动机,测功机的转速、扭矩信号变化,以及模拟驾驶实验台上踏板、变速杆等模拟车辆运行的状态参数的变化输入计算机进行处理,并由计算机实时地计算出模拟车辆的各个运行状态参数,发出控制信号,通过接口电路输出到测功机,控制测功机加载扭矩的变化,从而实现对发动机的负荷控制,能够在发动机台     

基于RCP的HEV动力总成控制系统

基于dSPACE数字信号处理与应用系统,通过运用快速控制原型技术(RCP)对串联式混合动力系统的多能源动力总成控制单元选择3种不同的控制策略和控制算法进行了实时仿真和系统台架试验.应用快速原型控制技术的仿真分析与台架试验表明,在串联式混合动力系统控制中,采用兼顾电池充电安全与系统能量需求的控制策略比功率跟随型和能量补偿型更适合实际系统工作的需要.     

基于MATLABGUI的电池测试平台设计

电动汽车的发展带动了动力电池研究的兴起,动力电池性能测试是动力电池研究的基础,本文基于MATLAB GUI设计了一种电池测试平台,通过电池充电子系统,电池放电子系统以及电池工况测试子系统可以使用户方便地对电池进行恒流恒压充电,电池放电测试以及电池充放电工况测试,能够满足电池合理充电、电池性能测试、电池模型验证以及算法研究等需求.经实验验证,本测试平台具有较高的精度和较强的可拓展性.     

基于MotoTron平台的汽油发动机控制器开发

基于MotoTron控制器快速开发平台,开发了面向实际应用的汽油发动机快速原型控制器.在MotoTron平台的开发软件MotoHawk中建立了控制器系统框架,配置了底层软件,并定义了系统的输入输出信号;在Matlab/Simulink中,开发了汽油机控制策略,包括电子节气门控制、空气量控制、喷油控制、点火控制和附件控制等;在台架上进行了发动机起动测试,验证了发动机控制各功能模块.试验结果表明,发动机起动迅速、可靠,工况转换平稳,各工况的空燃比可控,实现了发动机控制器的基本功能.     

新型两轴驱动混合动力汽车动力系统设计

根据常见的混合动力汽车动力系统的分布结构,以某国产传统燃油车为研究平台,在保证原车整体结构不变的前提下设计了1种新型两轴驱动混合动力汽车动力系统,车辆前桥保留了原车的动力总成,而在后桥加装了1套完整的电驱动系统.结合乘用车排放与能耗测试标准以及实际的运行工况特点,对后桥电驱动系统的相关动力部件进行了参数匹配,并完成了整车控制策略的设计,利用AVL-Cruise车辆性能仿真软件搭建了整车模型并进行了仿真分析.结果表明:该新型两轴驱动混合动力系统可以灵活切换车辆驱动模式以适应不同的行驶工况需求,同时在动力性方面相比原车有较大提升,燃油经济性方面较原车提高10.58%,整车性能改善明显.     

智能纯电动汽车再生制动力控制策略研究

文章以电动汽车制动能量回收系统为研究对象,针对某双轴前驱单电机的电动汽车,设计了基于ECE法规和I线制动力分配的制动分配策略。在Simulink中建立了控制策略的仿真模型,将其嵌入到AVL Cruise软件中,选用NEDC(new European driving cycle)工况,对控制策略进行联合仿真,分析能量回收情况。在AVL转毂试验台上设计并完成了实车台架试验,验证了仿真结果的正确性。     

电动汽车驱动电机故障诊断试验台设计

针对目前电动汽车驱动电机试验台多是用于电机性能测试的现状,设计了用于电动汽车驱动电机典型工况模拟和故障信号采集的试验台;通过NI cRIO控制器、可编程控制器和比例-积分-微分(PID)控制实现被测电机的典型工况模拟,利用NI 9220和NI 9234采集模块完成了被测电机电流、温度、转速、转矩和振动多路故障信号的高速同步采集;基于实验室虚拟仪器集成环境(LabVIEW)平台开发了一套可以实现实时电机控制与信号显示的上位机软件;对被测电机进行负载实验。结果表明,电机控制效果良好,信号采集频率与精度可以满足要求,能够为电动汽车驱动电机的故障诊断和性能优化提供数据基础。     

BP模糊神经网络纯电动汽车电机控制

针对传统比例积分(PI)控制在电机控制中控制效果不良的问题,设计了一种基于向后传播算法(BP)模糊神经网络的PI控制器。基于MATLAB/Simulink建立了纯电动汽车驱动系统的仿真模型,将驾驶员操作与电机驱动联系起来,在自主研发的整车惯性模拟台架上进行试验。仿真和试验结果均表明:在ECE城市工况下,采用BP模糊神经网络控制的纯电动汽车实际车速能较好地跟随工况需求车速,速度偏差在±2 km/h以内。     

基于LabVIEW的燃料电池硬件在环测试系统

为了自动化测试燃料电池的电性能和效率,基于LabVIEW平台,应用硬件在环(HIL)技术研制了一套燃料电池仿真测试系统.首先根据测试要求设计和搭建了硬件系统;然后在LabVIEW中进行图形化编程,通过系统集成实现了实时信号处理,完成了HIL仿真测试;并将NEDC(new European driving cycle)测试应用于本测试系统.结果显示该系统能够实现不同功率下的仿真测试,并具有良好的操作性和安全性,为燃料电池的开发提供了一种测试手段.     

集成发电机/起动机技术混合动力的动态转矩协调控制策略

针对基于集成发电机/起动机(ISAD)技术混合动力各部件的特性,在实现柴油机、ISG(Integrated Starter Generator)电机、蓄电池和传动系统最佳匹配的前提下,设计了混合动力系统动态转矩协调控制策略.以转矩为控制变量,通过转矩总需求和柴油机万有特性脉谱图,确定了状态切换的条件及柴油机和ISG电机的目标转矩.采用Matlab/Simulink平台进行了CYC_ECE_EUDC工况的动力性仿真.仿真结果表明:文中提出的控制策略能够满足ISAD迅速起动、低速补偿转矩、加速提供辅助动力、充电功率恒定等要求;瞬态工况时,通过ISG电机助力,缩短了工况过渡时间;稳态工况时,通过电机转矩补偿,实现了无转矩波动的状态切换,改善了状态切换过程中动力传递的平顺性;柴油机和ISG电机工作点集中在高效率区域,SOC(Stat of Charge)维持在最佳工作区域;整车实现起步-助力-发电一体化的功能,并为开发控制软件平台提供了理论依据.     

柴油串联式混合动力控制系统试验研究

以能量管理和辅助动力单元(APU)控制为核心的动力控制系统,决定了柴油串联式混合动力客车的燃油经济性和排放性能。通过建立的一套串联式混合动力系统测试平台,以中国客车城区道路循环工况为基准,测试动力系统油耗、发动机排放和蓄电池SOC,以评价能量管理和APU控制性能。结果表明:APU采用前馈+反馈控制,能够完成定转速控制和变转速控制;同时基于模糊规则的能量管理策略在APU变转速控制,SOC为40%时,使得该混合动力系统的经济性比原型车(38 L/100 km)提高20%;采用定转速的APU控制与采用变转速的APU控制相比,油耗增加5.7%,烟度值降低42%,NOx增加4%。     

插电式混合动力汽车硬件在环测试

分析插电式混合动力系统的结构特点,建立发动机数值模型、电机电池联合工作数值模型、自动离合器模型和整车动力学模型。分析系统输入输出信号的类型及特征,搭建基于MATLAB/xPC的插电式混合动力客车硬件在环测试系统。以纯电动和纯发动机工况切换为例,将驾驶员操作油门变化的实际数据作为测试的输入条件,对插电式混合动力客车的控制逻辑进行了硬件在环测试。测试结果显示自动离合器在油门变化剧烈时会出现频繁分离结合的现象。通过对测试数据和控制逻辑的分析,发现故障原因并进行了控制逻辑修正。采用修正后的控制逻辑在道路测试中取得良好的效果。     

基于虚拟暗室技术的电动车电磁辐射现场测试系统设计

针对电动汽车电磁辐射测试问题,提出一种基于虚拟暗室技术的电动汽车电磁辐射干扰现场测试系统设计方案。首先,在分析电动汽车电磁辐射特征和虚拟暗室技术要求的基础上,采用多点同步方法检测节点阵列,构建适应电动汽车全工状态的电磁辐射虚拟暗室现场测试系统;然后,对测试系统中的辐射信号和噪声信号的盲源分离数学模型进行研究,建立基于迭代算法的多通道同步信号分离算法;最后,对系统进行仿真测试。测试结果表明,该系统能够对小信噪比、多通道主噪信号进行有效分离,可用于纯电动汽车电磁辐射干扰的检测与特性分析。     

NAND闪存物理特征测试平台设计

设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的快速、准确且可扩展的自动化闪存测试平台,测试平台由主机图形用户界面(GUI)、FPGA控制器和NAND闪存子板组成,通过更换测试座可以适配不同封装和不同类型的NAND闪存芯片,一个FPGA控制器可同时完成8块闪存芯片测试.实验结果表明:当编程/擦除(P/E)操作重复100次时,16 MiB的多层单元闪存(MLC)块测试时间为146 s,8个闪存芯片块的测试时间为188 s.对于常见的闪存芯片,1 d内可完成一个闪存块的耐力测试.原始错误比特数、擦除时间和编程时间随着闪存寿命有规律地变化,读取时间与闪存寿命无明显关系.测试结果符合闪存原理特性,表明测试平台快速有效且并行性高.     

燃料电池/蓄电池双能源电动汽车动力系统仿真

采用燃料电池/蓄电池作为电动汽车动力系统的开发与研究是国外电动汽车动力系统研究的新方向.结合对电动汽车动力系统研究进行的一些探讨,对燃料电池/蓄电池双能源电动汽车动力系统进行了建模.并采用与focus汽车同样的底盘和车身,用30 kW质子交换膜燃料电池为主动力源,以铅酸蓄电池为辅助动力源.在Advisor平台上实现了对该虚拟样车的仿真,而且以欧洲NEDC循环工况进行了仿真实验,结果表明该虚拟样车完全满足设计和性能要求.