[發(fā)明專利]一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111351526A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 楊天;聶彥鑫;王林波;于佩良;韓剛;董銘君;黃東越;岳東東;于江;李濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國汽車技術(shù)研究中心有限公司;中汽研（天津）汽車工程研究院有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01R31/00;H04L29/08
• 代理公司: 天津企興智財知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12226
• 代理人: 蘇沖

1.一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)，其特征在于：包括便攜一體化主機，所述便攜一體化主機分別與網(wǎng)絡通訊模塊、電力測量模塊、CAN信號采集模塊、GPS模塊、溫度采集模塊、模擬量采集模塊、供電模塊相連，所述網(wǎng)絡通訊模塊通過以太網(wǎng)網(wǎng)線將便攜一體化主機與外部的操作終端及云端數(shù)據(jù)庫連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)，其特征在于：所述操作終端為PAD或PC。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)，其特征在于：所述CAN信號采集模塊為DB9數(shù)據(jù)接口，支持4路總線采集，支持5V和12V傳感器供電，高速CAN通過對CAN信號的監(jiān)測，進而對試驗過程中當前車輛狀態(tài)、系統(tǒng)或零部件工作狀態(tài)進行分析。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)，其特征在于：所述溫度采集模塊與熱電偶傳感器接頭連接，支持16路輸入，適合最高0.02℃測量靈敏度，支持面向各類型熱電偶，對新能源汽車電池冷卻液出入口、電機控制器冷卻液出入口、電機冷卻液出入口、環(huán)境溫度、駕駛艙溫度以及熱管理回路中關(guān)鍵位置進行溫度監(jiān)測。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)，其特征在于：所述GPS模塊為5米線纜的GPS天線，獨立于路面精確測量，可達100Hz的接收頻率，在道路試驗中用于采集車速信號，用于對車輛的速度、加速度、里程進行分析。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)，其特征在于：所述便攜一體化主機內(nèi)設有功率分析模塊、數(shù)據(jù)采集模塊，用于對基本采集信息進行同步顯示、存儲，對通道信號進行計算，所述便攜一體化主機內(nèi)置能量流數(shù)學模型，進行指標計算與性能評價，并可自由編輯能量流圖。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)，其特征在于，所述性能評價的過程如下：所述云端數(shù)據(jù)庫通過網(wǎng)絡通訊模塊與操作終端進行實時信息交互，依據(jù)用戶選定指標，形成評價帶，所述評價帶包括直流百公里電耗-試驗車輛整備質(zhì)量評價帶，以車輛整備質(zhì)量為橫坐標，直流百公里電耗為縱坐標，將數(shù)據(jù)庫已有數(shù)據(jù)分為低節(jié)能效果區(qū)、中節(jié)能效果區(qū)、高節(jié)能效果區(qū)三個區(qū)域，引入試驗結(jié)果，實時顯示評價效果。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)，其特征在于：所述電力測量模塊具備8個電流通道，8個電壓通道，18位分辨率，帶寬為1MHz，其中電壓通道為高壓輸入通道，最高電壓1600V，精度為0.02％，電流通道為低壓輸入通道，輸入電壓可供選擇±2V，±5V，±10V，精度為0.02％，供電為9V，配合便攜一體化主機中的功率分析模塊，對電池包功率、電機三相有功功率、無功功率進行存儲、分析。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)，其特征在于：所述模擬量采集模塊用于采集電壓、電流信號，以及轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速信號，支持8通道，24位分辨率，204.8kS/s/通道，帶寬為DC～77kHz，可編程激勵電壓0～24VDC，可編程激勵電流200μA～20mA。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新能源汽車能量流測試與評價系統(tǒng)，其特征在于：所述能量流數(shù)學模型包括電機控制器能量流數(shù)學模型、電機能量流數(shù)學模型、電池能量流數(shù)學模型、DCDC能量流數(shù)學模型，

所述電機控制器能量流數(shù)學模型為：

定義E_MCUcle為電機控制器凈輸出能量，單位kWh；E_MCUout為電機控制器輸出能量，單位kWh；E_MCUin為電機控制器回收能量，單位kWh，則電機控制器凈輸出能量E_MCUcle可通過下式進行計算，

E_MCUcle＝E_MCUout+E_MCUin，

電機控制器輸出能量E_MCUout可通過下式進行計算。

式中，t₀為試驗開始時刻，單位s；t為試驗過程中當前時刻，單位s；U_bat為電機控制器輸出電壓，單位V；I_MCU為電機控制器輸出電流，單位A，定義電機控制器輸出方向電流為正；

電機控制器回收能量E_MCUin可通過下式進行計算，

定義E_motcle為電機凈輸出能量，單位kWh；E_motout為電機輸出能量，單位kWh；E_motin為電機回收能量，單位kWh，則電機凈輸出能量E_motcle可通過下式進行計算，

E_motcle＝E_motout+E_motin，

電機輸出能量E_motout可通過下式進行計算，

式中，t₀為試驗開始時刻，單位s；t為試驗過程中當前時刻，單位s；U_mot為電機三相的有效電壓，單位V；I_mot為電機三相的有效電流，單位A，定義電機驅(qū)動方向電流為正；

電機回收能量E_motin可通過下式進行計算，

定義η_MCU為電機控制器效率，則可通過下式計算得到，

η_MCU＝E_motout/E_MCUout；

所述電池能量流數(shù)學模型為：

定義E_batcle為電池包凈輸出能量，單位kWh；E_batout為電池包輸出能量，單位kWh；E_batin為電池包回收能量，單位kWh，則電池包凈輸出能量E_batcle可通過下式進行計算，

E_batcle＝E_batout+E_batin，

電池包輸出能量E_batout可通過下式進行計算，

式中，t₀為試驗開始時刻，單位s；t為試驗過程中當前時刻，單位s；U_bat為電池包輸出電壓，單位V；I_bat為電池包輸出電流，單位A，定義電池包輸出方向電流為正；

電池包回收能量E_batin可通過下式進行計算，

定義η_batin為電池包制動能量回收率，則可通過下式計算得到，

η_batin＝-E_batin/E_batout；

所述DCDC能量流數(shù)學模型為：

定義E_DCDCin為續(xù)航里程測試過程中DCDC輸入能量，單位Wh；E_DCDCout為續(xù)航里程測試過程中DCDC輸出能量，單位Wh；η_DCDC為續(xù)航里程測試過程中DCDC的效率，則DCDC的效率η_DCDC可通過下式進行計算，

η_DCDC＝E_DCDCout/E_DCDCin，

DCDC輸入能量E_DCDCin可通過下式計算，

式中，t₀為試驗開始時刻，單位s；t為試驗過程中當前時刻，單位s；U_bat為電池包輸出電壓，單位V；I_DCDCin為DCDC輸入電流，單位A；

DCDC輸出能量E_DCDCout可通過下式計算，

式中，t₀為試驗開始時刻，單位s；t為試驗過程中當前時刻，單位s；U_bataux為輔助電池電壓，單位V；I_DCDCout為DCDC輸出電流，單位A；

定義P_DCDC為續(xù)航里程測試過程中DCDC的平均功率，單位W，則可通過下式進行計算，

P_DCDC＝E_DCDCout/T_emt×60，

式中，T_emt為續(xù)航里程試驗的試驗總時長，單位min。