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专利名称：多能源混合动力综合试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多能源混合动力综合试验装置，尤其是一种兼具有标定系统 及能量回收系统的综合试验装置。
背景技术：
近年来，由于环境污染和能源短缺问题日益突出，促使汽车工业向着低消耗、低排 放、高效率的方向发展，发展方向之一就是混合动力电动汽车，其具有传统燃油汽车优良的 动力性以及电动车低排放性的双重优点。混合动力电动汽车具有两种动力源，传统的单一 动力源试验台架已不能满足混合动力试验的需要，开发新型的多动力源试验台架才能满足 混合动力试验的要求。现有的混合动力试验台架，绝大多数是针对某一种连接方式而开发 的，或者是串联式混合动力试验台架，或者是并联式混合动力试验台架。无论哪种试验台 架，都只有两个动力源，一个是发动机，一个是电机。这两种试验台架都有很大的局限性，体 现在只能于固定连接方式下做混合动力试验，而不能将两者(串联式、并联式)的优势结合 起来，无法充分发挥混合动力电动汽车的优点。控制系统在多种动力源试验台架中起到至 关重要的作用，对于多能源动力总成的控制，控制的及时性和精确程度可造成混合动力试 验结果的好坏。好的控制系统可以提高试验的准确性，节约能源，减少排放，提高能量的利 用率。现有的控制系统虽然能使试验顺利进行，但不能使试验结果达到最优化。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种多能源混合动力综合试验装置，该试验装置可进 行多种方式的混合动力试验，同时还能回收部分机械能，将其转化成电能储存起来。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是设计一种多能源混合动力综 合试验装置，包括发动机、变矩器、传感器、电机1-2、传感器、测功机、制动器、惯量盘、传感 器、两个整流逆变器1-2、电池-超级电容、发动机ECU，以及由发动机ECU控制器ETC、变矩 器控制器TCU、三个传感器数模转换器DA1-3、两个电机控制器MC1-2、电池管理单元BCM、测 功机控制器DYM、制动器控制器ABS、CAN总线组成的集成控制系统。且发动机、变矩器、传感 器、电机1、传感器、测功机、制动器、惯量盘、电机2和传感器依次同轴由联轴器机械连接， 并与传动轴连接；其中，电机1与整流逆变器1电路连接，整流逆变器1与电池-超级电容 电路连接，电池与超级电容并联连接，电机2与整流逆变器2电路连接，整流逆变器2与电 池_超级电容电路连接，发动机ECU控制器ETC与发动机ECU电路连接，变速器控制器TCU 与变速器电路连接，传感器数模转换器DAl与传感器电路连接，电机控制器MCl与整流逆变 器1电路连接，电池管理单元BCM与电池-超级电容电路连接，传感器数模转换器DAl与 传感器电路连接，测功机控制器DYM与测功机电路连接，制动器控制器ABS与制动器电路连 接，电机控制器MC2与整流逆变器2电路连接，传感器数模转换器DA3与传感器电路连接， 发动机ECU控制器ETC、变矩器控制器TCU、传感器数模转换器DAl、电机控制器MCl、电池管 理单元BCM、传感器数模转换器DA2、测功机控制器DYM、制动器控制器ABS、电机控制器MC2和传感器数模转换器DA3与CAN总线电路连接。本装置中还设置有通过CAN总线与集成控制系统电路连接的标定系统，该标定系 统为具有实时显示试验数据，并通过调整、优化控制参数使集成控制系统与多能源动力总 成相匹配，改善试验结果功能的PC机。上述多能源混合动力综合试验装置中的发动机、变矩器、传感器、电机1-2、传感 器、测功机、制动器、惯量盘、传感器、两个整流逆变器1-2、电池-超级电容、发动机E⑶，发 动机E⑶控制器ETC、变矩器控制器TCU、三个传感器数模转换器DA1-3、两个电机控制器 MC1-2、电池管理单元BCM、测功机控制器DYM、制动器控制器ABS的不同组合连接可构成如 下标定试验装置(一 )发动机性能试验及发动机E⑶控制器ETC的标定试验装置断开发动机与变速器之间的联轴器，发动机E⑶与发动机连接，发动机E⑶控制器 ETC与发动机ECU相连并连接到CAN总线上，与标定系统通信，成为发动机性能试验及发动 机E⑶控制器ETC的标定试验装置。( 二 )变速器性能试验及变速器控制器TCU的标定试验装置断开传感器与电机1之间的联轴器，发动机输出的转矩经变速器传递到输出轴 上，传感器测量传动轴上的转矩转速，变速器控制器TCU与变速器连接，成为变速器性能试 验及变速器控制器TCU的标定试验装置。(三)电机的性能试验以及对电机控制器MCl的标定试验装置断开传感器与电机1之间的联轴器，断开测功机与制动器之间的联轴器，电机控 制器MCl与电机和整流逆变器1连接，电池-超级电容与整流逆变器1连接，成为电机1的 性能试验以及对电机控制器MCl的标定试验装置。(四)纯电动机驱动试验及电机控制器MCl的标定试验装置断开变速器与传感器之间的联轴器，断开惯量盘与电机2之间的联轴器，电机控 制器MCl与电机1和整流逆变器1连接，电池-超级电容与整流逆变器1连接，为电机1提 供电力，成为纯电动机驱动试验及电机控制器MCl的标定试验装置。(五)控制系统在串联式混合动力模式下的标定试验装置断开电机1与传感器之间的联轴器，发动机E⑶控制器ETC控制发动机E⑶使动 力由发动机输出，经变速器和传感器传递到电机1，电机控制器MCl控制电机1工作在发电 状态，同时控制整流逆变器1工作在逆变状态，电机1将机械能转化成电能，经整流逆变器1 存储到电池中；由电池提供电力，电机控制器MC2控制整流逆变器2工作在整流状态，同时 控制电机2工作在电动状态，将电能转化成机械能输出，经惯量盘和制动器传递到测功机； 成为串联式混合动力性能试验以及对由发动机ECU控制器ETC、电机控制器MC1、变矩器控 制器TCU、电池管理单元BCM、电机控制器MC2组成的集成控制系统在串联式混合动力模式 下的标定试验装置。(六)控制系统在并联式混合动力模式下的标定试验装置断开测功机与制动器之间的联轴器，断开电池与整流逆变器2之间的电路连接， 动力由发动机或电机1单独提供；当发动机提供动力时，发动机ECU控制器ETC控制发动机 ECU使发动机输出动力，变矩器控制器TCU控制变速器输出试验所需转矩，动力经变速器、 传感器、电机1和传感器，传递到测功机，电机控制器MCl控制电机1使其处于发电状态，同时控制整流逆变器1工作在逆变状态，为电池-超级电容充电；当电机1提供动力时，电机 控制器MCl控制电机1工作在电动状态，并控制整流逆变器1工作在整流状态，由电池提供 电力，电机1将电能转化成机械能输出，经传动轴输出到测功机，此时，发动机ECU控制器 ETC控制发动机ECU使发动机处于不工作状态，变矩器控制器TCU控制变速器处于空档位 置，切断变速器与发动机的连接；成为并联式混合动力汽车性能试验以及对由发动机E⑶ 控制器ETC、变矩器控制器TCU、电机控制器MCl和电池管理单元BCM组成的集成控制系统 在并联式混合动力模式下的标定试验装置。(七)混联式混合动力汽车的性能试验和混联式混合动力模式下的标定试验装置不断开各联轴器，由集成控制系统进行控制，使试验装置工作在混联状态；当发动 机ECU控制器ETC控制发动机ECU使发动机输出动力时，变矩器控制器TCU控制变速器输出 所需转矩，电机控制器MCl控制电机1工作在发电状态，并控制整流逆变器1工作在逆变状 态，将电机1转化的电能存储到电池中，电机控制器MC2控制电机2工作在发电状态，同时 控制逆变整流器2工作在逆变状态，为电池充电；当发动机ECU控制器ETC控制发动机ECU 使发动机处于不工作状态，变矩器控制器TCU控制变速器处于空档位置，切断与发动机的 连接，由电池_超级电容提供电力，电机控制器MC2控制整流逆变器2工作在整流状态，同 时控制电机2工作在电动状态，电机2将电能转化成机械能传递到输出轴，电机控制器MCl 控制整流逆变器1工作在逆变状态，控制电机1工作在发电状态，将传动轴上的机械能转化 成电能存储到电池_超级电容中；成为混联式混合动力汽车的性能试验和对发动机ECU控 制器ETC、变矩器控制器TCU、电机控制器MCl、电池管理单元BCM、测功机控制器DYM和电机 控制器MC2在混联式混合动力模式下的标定试验装置。(八)复合式混合动力汽车的性能试验和控制系统在复合式混合动力模式下的标 定试验装置不断开各联轴器；当发动机ECU控制器ETC控制发动机ECU使发动机输出动力时， 变矩器控制器TCU控制变速器输出试验需要的转速，使电机控制器MCl控制电机1工作在 发电状态或电动状态，同时控制整流逆变器1工作在逆变状态或整流状态，电机控制器MC2 控制电机2工作在发电状态或电动状态，同时控制整流逆变器2工作在逆变状态或整流状 态；当动力由电机1提供时，发动机ECU控制器ETC控制发动机ECU使发动机处于不工作状 态，变矩器控制器TCU控制变速器处于空档位置，切断与发动机的连接，电机2处于发电状 态；同理，当动力由电机2提供时，电机1处于发电状态；成为复合式混合动力汽车的性能 试验和对由发动机E⑶控制器ETC、变矩器控制器TCU、电机控制器MCl、电池管理单元BCM、 测功机控制器DYM、电机控制器MC2组成的集成控制系统在复合式混合动力模式下的标定 试验装置。(九)制动能量回收试验装置断开变速器与传感器之间的联轴器，电机1作为电动机，根据不同试验要求，电机 控制器MCl可控制电机1输出恒定转矩或随时间变化的转矩，并且根据模拟不同车辆惯量 的大小更换不同的惯量盘，成为制动能量回收试验装置。本实用新型的有益效果由于发动机、变速器、电机1、测功机、制动器、电机2同轴 安装，电池-超级电容与整流逆变器1、2相连，整流逆变器1、2分别与电机1、2相连，可进 行发动机性能试验、变速器性能试验、电机性能试验、纯电动机驱动性能试验、发动机和电
7动机混合动力试验、制动能量回收试验及控制系统的标定试验。不仅丰富了多能源混合动 力试验台架的功能，还改进了电池结构，并联一个超级电容，能够快速回收制动能量，而且 可以提供瞬时大功率，保护电池，延长电池的使用寿命，减少能源消耗，提高能量利用率。还 增加了标定系统，使控制系统与多能源动力总成相匹配，改善了试验结果，同时方便对不同 试验的转换操作，更好的模拟混合动力汽车的运行工况，为混合动力汽车的开发提供一个 试验平台。本试验台架结构简单，安装方便，可以模拟混合动力电动汽车的绝大部分工况， 使试验结果更理想。

图1为本实用新型的结构示意图图中1_发动机、2-变速器、3-传感器、4-电机1、5_传感器1、6_测功机、7-制动 器、8-惯量盘、9-电机2、10-传感器2、11-整流逆变器1、12_整流逆变器2、13-电池-超 级电容、14-发动机E⑶、15-传动轴、16-联轴器、17-CAN总线、18-集成控制系统、19-发动 机ECU控制器ETC、20-变矩器控制器TCU、21-传感器数模转换器DAl、22-电机控制器MCl、 23-电池管理单元BCM、24-传感器数模转换器DA2、25-测功机控制器DYM、26_制动器控制 器ABS、27-电机控制器MC2、28-传感器数模转换器DA3、29_标定系统。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图1所示，在多能源混合动力综合试验装置中，发动机1、变矩器2、传感器3、电 机4、传感器5、测功机6、制动器7、惯量盘8、电机9和传感器10依次同轴机械连接，相邻部 分输入轴和输出轴之间由联轴器16连接，并与传动轴15连接。集成控制系统18由发动机E⑶控制器ETC19、变矩器控制器TCU20、两个传感器数 模转换器DA(21、24、28)、两个电机控制器MC(22、27)、电池管理单元BCM23、测功机控制器 DYM25、制动器控制器ABS26、CAN总线17组成。装置中还包括两个整流逆变器11、12、电池-超级电容13、发动机E⑶14，以及标定 系统29。标定系统包括PC机、数据采集卡及标定软件。数据采集卡安装在PC机上，并通过 接口与集成控制系统中的CAN总线连接。试验数据通过CAN总线传递到数据采集卡上，并 通过标定软件将数据显示在PC机上。标定软件通过更改相关控制参数使集成控制系统与 多能源动力总成相匹配，改善试验结果，实现对集成控制系统的标定。以上各部件连接方式为电机4与整流逆变器11电路连接，整流逆变器11与电 池_超级电容13电路连接，电池与超级电容并联连接，电机9与整流逆变器12电路连接， 整流逆变器12与电池-超级电容13电路连接，发动机E⑶控制器ETC19与发动机E⑶14 电路连接，变速器控制器TCU20与变速器2电路连接，传感器数模转换器DA21与传感器3 电路连接，电机控制器MC22与整流逆变器11电路连接，电池管理单元BCM23与电池-超级 电容13电路连接，传感器数模转换器DA24与传感器5电路连接，测功机控制器DYM25与测 功机6电路连接，制动器控制器ABS26与制动器7电路连接，电机控制器MC27与整流逆变 器12电路连接，传感器数模转换器DA28与传感器10电路连接，发动机E⑶控制器ETC19、变矩器控制器TCU20、传感器数模转换器DA21、电机控制器MC22、电池管理单元BCM23、传感 器数模转换器DA24、测功机控制器DYM25、制动器控制器ABS26、电机控制器MC27和传感器 数模转换器DA28与CAN总线17电路连接，CAN总线17与标定系统29电路连接。具体工作原理如下1、发动机性能试验断开发动机1与变速器2之间的联轴器16，发动机E⑶14与 发动机1连接，发动机E⑶控制器ETC19与发动机E⑶14相连并连接到CAN总线17上，与 标定系统29通信。此布置方案可进行发动机性能试验及发动机ECU控制器ETC19的标定试验。2、变速器性能试验断开传感器3与电机4之间的联轴器16，发动机1输出的转 矩经变速器2传递到输出轴上，传感器3测量传动轴上的转矩转速，变速器控制器TCU20与 变速器2连接。此布置方案可进行变速器性能试验及变速器控制器TCU20的标定试验。3、电机性能试验断开传感器3与电机4之间的联轴器16，断开测功机6与制动器 7之间的联轴器，电机控制器MC22与电机4和整流逆变器11连接，电池-超级电容13与整 流逆变器11连接。此布置方案可进行电机的性能试验以及对电机控制器22的标定试验。4、纯电动机驱动试验断开变速器2与传感器3之间的联轴器16，断开惯量盘8与 电机9之间的联轴器，电机控制器MC22与电机4和整流逆变器11连接，电池-超级电容13 与整流逆变器11连接，为电机4提供电力。此布置方案可进行纯电动机驱动试验及电机控 制器MC22的标定试验。5、混合动力试验(1)串联式断开电机4与传感器5之间的联轴器16，发动机E⑶控制器ETC19控 制发动机ECU14使动力由发动机1输出，经变速器2和传感器3传递到电机4，电机控制器 MC22控制电机4工作在发电状态，同时控制整流逆变器11工作在逆变状态，电机4将机械 能转化成电能，经整流逆变器11存储到电池13中。由电池13提供电力，电机控制器MC27 控制整流逆变器12工作在整流状态，同时控制电机9工作在电动状态，将电能转化成机械 能输出，经惯量盘8和制动器7传递到测功机6。此布置方案可进行串联式混合动力性能试 验，以及对由发动机E⑶控制器ETC19、电机控制器MC22、变矩器控制器TCU20、电池管理单 元BCM23、电机控制器MC27组成的集成控制系统在串联式混合动力模式下的标定试验。(2)并联式断开测功机6与制动器7之间的联轴器16，断开电池13与整流逆变 器12之间的电路连接，动力由发动机1或电机4单独提供。当发动机1提供动力时，发动 机ECU控制器ETC19控制发动机ECU14使发动机输出动力，变矩器控制器TCU20控制变速 器2输出试验所需转矩，动力经变速器2、传感器3、电机4和传感器5，传递到测功机6，电 机控制器MC22控制电机4使其处于发电状态，同时控制整流逆变器11工作在逆变状态，为 电池-超级电容13充电；当电机4提供动力时，电机控制器MC22控制电机4工作在电动状 态，并控制整流逆变器11工作在整流状态，由电池13提供电力，电机4将电能转化成机械 能输出，经传动轴输出到测功机6，此时，发动机ECU控制器ETC19控制发动机ECU14使发动 机1处于不工作状态，变矩器控制器TCU20控制变速器处于空档位置，切断变速器2与发动 机1的连接。此布置方案可进行并联式混合动力汽车性能试验以及对由发动机ECU控制器 ETC19、变矩器控制器TCU20、电机控制器MC22和电池管理单元BCM23组成的集成控制系统 在并联式混合动力模式下的标定试验。[0042](3)混联式不断开联轴器16，由集成控制系统18进行控制，使试验装置工作在 混联状态。当发动机ECU控制器ETC19控制发动机ECU14使发动机1输出动力时，变矩器 控制器TCU20控制变速器2输出所需转矩，电机控制器MC22控制电机4工作在发电状态， 并控制整流逆变器11工作在逆变状态，将电机4转化的电能存储到电池13中，电机控制器 MC27控制电机9工作在发电状态，同时控制逆变整流器12工作在逆变状态，为电池13充 电；当发动机ECU控制器ETC19控制发动机ECU14使发动机处于不工作状态，变矩器控制 器TCU20控制变速器2处于空档位置，切断与发动机1的连接，由电池_超级电容13提供 电力，电机控制器MC27控制整流逆变器12工作在整流状态，同时控制电机9工作在电动状 态，电机9将电能转化成机械能传递到输出轴，电机控制器MC22控制整流逆变器11工作在 逆变状态，控制电机4工作在发电状态，将传动轴上的机械能转化成电能存储到电池_超级 电容13中。此方案可进行混联式混合动力汽车的性能试验和对发动机ECU控制器ETC19、 变矩器控制器TCU20、电机控制器MC22、电池管理单元BCM23、测功机控制器DYM25和电机控 制器MC27在混联式混合动力模式下的标定试验。(4)复合式不断开联轴器16，当发动机E⑶控制器ETC19控制发动机E⑶14使 发动机1输出动力时，变矩器控制器TCU20控制变速器2输出试验需要的转速，根据试验需 要，电机控制器MC22可以控制电机4工作在发电状态或电动状态，同时控制整流逆变器11 工作在逆变状态或整流状态，电机控制器MC27控制电机9工作在发电状态或电动状态，同 时控制整流逆变器12工作在逆变状态或整流状态；当动力由电机4提供时，发动机ECU控 制器ETC19控制发动机ECU14使发动机1处于不工作状态，变矩器控制器TCU20控制变速 器处于空档位置，切断与发动机1的连接，电机9处于发电状态；同理，动力由电机9提供 时，电机4处于发电状态。此方案可进行复合式混合动力汽车的性能试验和对由发动机ECU 控制器ETC19、变矩器控制器TCU20、电机控制器MC22、电池管理单元BCM23、测功机控制器 DYM25、电机控制器MC27组成的集成控制系统在复合式混合动力模式下的标定试验。6、制动能量回收试验断开变速器2与传感器3之间的联轴器16，电机4作为电动 机，根据不同试验要求，电机控制器MC22可控制电机4输出恒定转矩或随时间变化的转矩， 根据模拟不同车辆惯量的大小可更换不同的惯量盘8，当制动器7开始制动时，电机控制器 MC27控制电机9工作在发电机状态，整流逆变器12工作在逆变器状态，电机9将制动时的 惯性能量转化成电能，存储到电池13中，实现对制动能量的回收，当制动器7制动力增大到 使传动轴趋于抱死时，制动器控制器ABS26工作，控制制动器7减小制动力，防止传动轴抱 死，增加了回收能量。7、集成控制系统组成及其标定试验由集成控制系统18中任意个控制器组成的 控制系统对试验过程进行控制。所有控制器都连接到CAN总线17上，CAN总线17连接到 标定系统29，标定系统实时监控集成控制系统18中控制器运行过程中的重要变量数据，调 整优化控制参数使整个集成控制系统18与被控试验台架相匹配，优化试验结果。8、电池-超级电容超级电容与电池并联连接，超级电容可以提供瞬间大功率并 回收刹车能量，起到重要的功率平衡作用。作为发动机辅助电源，在做混合动力试验时，大 幅度降低燃油的消耗、提高发动机峰值功率并减少有害气体排放。超级电容可以快速储存 回收的能量，并能快速释放能量，在加速和启动时，由电池管理单元BCM23控制超级电容放 电，提供瞬间的大功率，避免电池释放瞬间大功率对电池造成的损害，保护电池，延长电池寿命。
权利要求多能源混合动力综合试验装置，包括发动机(1)、变矩器(2)、传感器(3)、电机(4、9)、传感器(5)、测功机(6)、制动器(7)、惯量盘(8)、传感器(10)、两个整流逆变器(11、12)、电池 超级电容(13)、发动机ECU(14)，以及由发动机ECU控制器ETC(19)、变矩器控制器TCU(20)、三个传感器数模转换器DA(21、24、28)、两个电机控制器MC(22、27)、电池管理单元BCM(23)、测功机控制器DYM(25)、制动器控制器ABS(26)、CAN总线(17)组成的集成控制系统(18)；其特征在于发动机(1)、变矩器(2)、传感器(3)、电机(4)、传感器(5)、测功机(6)、制动器(7)、惯量盘(8)、电机(9)和传感器(10)依次同轴由联轴器(16)机械连接，并与传动轴(15)连接；其中，电机(4)与整流逆变器(11)电路连接，整流逆变器(11)与电池 超级电容(13)电路连接，电池与超级电容并联连接，电机(9)与整流逆变器(12)电路连接，整流逆变器(12)与电池 超级电容(13)电路连接，发动机ECU控制器ETC(19)与发动机ECU(14)电路连接，变速器控制器TCU(20)与变速器(2)电路连接，传感器数模转换器DA(21)与传感器(3)电路连接，电机控制器MC(22)与整流逆变器(11)电路连接，电池管理单元BCM(23)与电池 超级电容(13)电路连接，传感器数模转换器DA(24)与传感器(5)电路连接，测功机控制器DYM(25)与测功机(6)电路连接，制动器控制器ABS(26)与制动器(7)电路连接，电机控制器MC(27)与整流逆变器(12)电路连接，传感器数模转换器DA(28)与传感器(10)电路连接，发动机ECU控制器ETC(19)、变矩器控制器TCU(20)、传感器数模转换器DA(21)、电机控制器MC(22)、电池管理单元BCM(23)、传感器数模转换器DA(24)、测功机控制器DYM(25)、制动器控制器ABS(26)、电机控制器MC(27)和传感器数模转换器DA(28)与CAN总线(17)电路连接。还设置有通过CAN总线(17)与集成控制系统(18)电路连接的标定系统(29)，该标定系统为具有实时显示试验数据，并通过调整、优化控制参数使集成控制系统与多能源动力总成相匹配，改善试验结果功能的PC机。
2.如权利要求1所述的多能源混合动力综合试验装置，其特征在于断开发动机(1)与变速器(2)之间的联轴器(16)，发动机ECU(14)与发动机(1)连接， 发动机E⑶控制器ETC (19)与发动机E⑶(14)相连并连接到CAN总线(17)上，与标定系统 (29)通信，成为发动机性能试验及发动机E⑶控制器ETC(19)的标定试验装置。
3.如权利要求1所述的多能源混合动力综合试验装置，其特征在于断开传感器⑶与电机⑷之间的联轴器(16)，发动机⑴输出的转矩经变速器⑵ 传递到输出轴上，传感器(3)测量传动轴上的转矩转速，变速器控制器TCU(20)与变速器 (2)连接，成为变速器性能试验及变速器控制器TCU(20)的标定试验装置。
4.如权利要求1所述的多能源混合动力综合试验装置，其特征在于断开传感器(3)与电机(4)之间的联轴器(16)，断开测功机(6)与制动器(7)之间的 联轴器，电机控制器MC(22)与电机(4)和整流逆变器(11)连接，电池-超级电容(13)与 整流逆变器(11)连接，成为电机的性能试验以及对电机控制器MC(22)的标定试验装置。
5.如权利要求1所述的多能源混合动力综合试验装置，其特征在于断开变速器⑵与传感器⑶之间的联轴器(16)，断开惯量盘⑶与电机(9)之间 的联轴器(16)，电机控制器MC (22)与电机(4)和整流逆变器(11)连接，电池-超级电容(13)与整流逆变器(11)连接，为电机(4)提供电力，成为纯电动机驱动试验及电机控制器 MC (22)的标定试验装置。
6.如权利要求1所述的多能源混合动力综合试验装置，其特征在于断开电机(4)与传感器(5)之间的联轴器(16)，发动机ECU控制器ETC(19)控制发动 机ECU (14)使动力由发动机⑴输出，经变速器⑵和传感器(3)传递到电机(4)，电机控 制器MC(22)控制电机⑷工作在发电状态，同时控制整流逆变器(11)工作在逆变状态，电 机⑷将机械能转化成电能，经整流逆变器(11)存储到电池(13)中；由电池(13)提供电力，电机控制器MC (27)控制整流逆变器(12)工作在整流状态，同 时控制电机(9)工作在电动状态，将电能转化成机械能输出，经惯量盘(8)和制动器(7)传 递到测功机(6)；成为串联式混合动力性能试验以及对由发动机ECU控制器ETC(19)、电机控制器 MC (22)、变矩器控制器TCU (20)、电池管理单元BCM(23)、电机控制器MC (27)组成的集成控 制系统在串联式混合动力模式下的标定试验装置。
7.如权利要求1所述的多能源混合动力综合试验装置，其特征在于断开测功机(6)与制动器(7)之间的联轴器(16)，断开电池(13)与整流逆变器(12) 之间的电路连接，动力由发动机⑴或电机⑷单独提供；当发动机(1)提供动力时，发动机ECU控制器ETC(19)控制发动机ECU(14)使发动机 输出动力，变矩器控制器TCU(20)控制变速器(2)输出试验所需转矩，动力经变速器(2)、传 感器(3)、电机(4)和传感器(5)，传递到测功机(6)，电机控制器MC (22)控制电机(4)使其 处于发电状态，同时控制整流逆变器(11)工作在逆变状态，为电池-超级电容(13)充电；当电机(4)提供动力时，电机控制器MC(22)控制电机(4)工作在电动状态，并控制整 流逆变器(11)工作在整流状态，由电池(13)提供电力，电机(4)将电能转化成机械能输 出，经传动轴输出到测功机(6)，此时，发动机ECU控制器ETC (19)控制发动机ECU(14)使 发动机(1)处于不工作状态，变矩器控制器TCU (20)控制变速器处于空档位置，切断变速器 ⑵与发动机⑴的连接；成为并联式混合动力汽车性能试验以及对由发动机ECU控制器ETC(19)、变矩器控制 器TCU (20)、电机控制器MC (22)和电池管理单元BCM (23)组成的集成控制系统在并联式混 合动力模式下的标定试验装置。
8.如权利要求1所述的多能源混合动力综合试验装置，其特征在于不断开各联轴器，由集成控制系统(18)进行控制，使试验装置工作在混联状态；当发动机ECU控制器ETC(19)控制发动机ECU(14)使发动机⑴输出动力时，变矩器 控制器TCU(20)控制变速器(2)输出所需转矩，电机控制器MC(22)控制电机⑷工作在发 电状态，并控制整流逆变器(11)工作在逆变状态，将电机(4)转化的电能存储到电池(13) 中，电机控制器MC(27)控制电机(9)工作在发电状态，同时控制逆变整流器(12)工作在逆 变状态，为电池(13)充电；当发动机ECU控制器ETC (19)控制发动机ECU (14)使发动机处于不工作状态，变矩器 控制器TCU(20)控制变速器(2)处于空档位置，切断与发动机(1)的连接，由电池-超级电 容(13)提供电力，电机控制器MC(27)控制整流逆变器(12)工作在整流状态，同时控制电 机(9)工作在电动状态，电机(9)将电能转化成机械能传递到输出轴，电机控制器MC(22)控制整流逆变器(11)工作在逆变状态，控制电机⑷工作在发电状态，将传动轴上的机械 能转化成电能存储到电池-超级电容(13)中；成为混联式混合动力汽车的性能试验和对发动机E⑶控制器ETC(19)、变矩器控制器 TCU (20)、电机控制器MC (22)、电池管理单元BCM (23)、测功机控制器DYM (25)和电机控制器 MC(27)在混联式混合动力模式下的标定试验装置。
9.如权利要求1所述的多能源混合动力综合试验装置，其特征在于不断开各联轴器(16)；当发动机ECU控制器ETC(19)控制发动机ECU(14)使发动机⑴输出动力时，变矩器 控制器TCU(20)控制变速器(2)输出试验需要的转速，使电机控制器MC(22)控制电机⑷ 工作在发电状态或电动状态，同时控制整流逆变器(11)工作在逆变状态或整流状态，电机 控制器MC(27)控制电机(9)工作在发电状态或电动状态，同时控制整流逆变器(12)工作 在逆变状态或整流状态；当动力由电机⑷提供时，发动机ECU控制器ETC (19)控制发动机ECU (14)使发动机 (1)处于不工作状态，变矩器控制器TCU (20)控制变速器处于空档位置，切断与发动机(1) 的连接，电机(9)处于发电状态；同理，当动力由电机(9)提供时，电机(4)处于发电状态；成为复合式混合动力汽车的性能试验和对由发动机ECU控制器ETC(19)、变矩器控制 器TCU (20)、电机控制器MC (22)、电池管理单元BCM (23)、测功机控制器DYM (25)、电机控制 器MC(27)组成的集成控制系统在复合式混合动力模式下的标定试验装置。
10.如权利要求1所述的多能源混合动力综合试验装置，其特征在于断开变速器⑵与传感器⑶之间的联轴器(16)，电机⑷作为电动机，根据不同试验 要求，电机控制器MC(22)可控制电机(4)输出恒定转矩或随时间变化的转矩，并且根据模 拟不同车辆惯量的大小更换不同的惯量盘(8)，成为制动能量回收试验装置。
专利摘要多能源混合动力综合试验装置属于汽车动力性能测试领域，涉及一种兼具有标定系统及能量回收系统的综合试验装置。本实用新型的主要部分由通过联轴器(16)接于同一轴上的发动机(1)、变矩器(2)、传感器(3)、电机(4、9)、传感器(5)、测功机(6)、制动器(7)、惯量盘(8)、传感器(10)，以及两个整流逆变器(11、12)、电池-超级电容(13)、发动机ECU(14)、集成控制系统(18)和标定系统(29)组成。本试验装置可模拟绝大多数混合动力汽车运行工况，为混合动力汽车的开发提供试验平台。同时，也为混合动力汽车协调匹配多个控制器、制动系统以及控制方法提供了试验平台。此试验装置可完成近十种有关汽车动力性能测试的标定试验。
文档编号G01L5/28GK201680967SQ201020195900
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者冯能莲, 周大森, 宾洋, 张潇 申请人:北京工业大学