一种基于模型驱动的混合动力总成测试台架

技术特征：
1.一种基于模型驱动的混合动力总成测试台架，其特征在于，所述混合动力总成测试台架，包括：上位机标定测试系统、快速控制器原型、电池模块、发动机模块、电机模块、测功机模块和扭矩测量模块；所述上位机标定测试系统与所述快速控制器原型连接；所述上位机标定测试系统用于获取车辆或船舶的目标动力系统信息、目标运行曲线和目标参数，生成模型选择指令，并将所述模型选择指令和所述目标运行曲线传输至所述快速控制器原型；所述快速控制器原型用于存储多种综合能量管理策略模型和多种仿真模型，接收并根据所述模型选择指令选择一种综合能量管理策略模型，和与选择的综合能量管理策略模型对应的一种或多种仿真模型，根据结合后的所述目标运行曲线以及选择的综合能量管理策略模型和仿真模型生成扭矩分配指令、充放电指令和阻力负载指令；所述快速控制器原型与所述电池模块连接；所述快速控制器原型还用于接收所述电池模块的运行数据并将所述电池模块的运行数据传输至所述上位机标定测试系统；所述快速控制器原型与所述测功机模块连接；所述快速控制器原型还用于接收所述测功机模块的运行数据并将所述测功机模块的运行数据传输至所述上位机标定测试系统；所述快速控制器原型分别与所述发动机模块和所述电机模块连接；所述快速控制器原型还用于将所述扭矩分配指令分别传输至所述发动机模块和所述电机模块，接收所述发动机模块的运行数据和所述电机模块的运行数据并将所述发动机模块的运行数据和所述电机模块的运行数据均传输至所述上位机标定测试系统；所述上位机标定测试系统还用于显示所述电池模块的运行数据、所述测功机模块的运行数据、电机模块的运行数据和所述发动机模块的运行数据以及更新所述模型选择指令；所述电池模块与所述电机模块连接；所述电池模块用于接收并根据所述充放电指令进行充电、放电或dc-dc电压转换；所述电池模块还用于为所述电机模块供电；所述发动机模块与所述测功机模块连接；所述发动机模块用于接收并根据所述扭矩分配指令输出扭矩；所述测功机模块用于接收并根据所述阻力负载指令实时向所述发动机模块输出负载；电机模块与所述测功机模块连接；所述电机模块用于接收并根据所述扭矩分配指令输出扭矩；所述测功机模块用于接收并根据所述阻力负载指令实时向所述电机模块输出负载；所述测功机模块与所述扭矩测量模块连接；所述扭矩测量模块用于测量所述发动机模块的负载扭矩和所述电机模块的负载扭矩；所述扭矩测量模块与所述快速控制器原型连接；所述扭矩测量模块用于将所述发动机模块的负载扭矩和所述电机模块的负载扭矩均传输至所述快速控制器原型；所述测功机模块还用于接收所述电机模块的运行数据和所述发动机模块的运行数据以及所述扭矩测量模块测量的数据，并判断所述电机模块的运行数据和所述发动机模块的运行数据以及所述扭矩测量模块测量的数据是否异常得到第一判断结果；所述测功机模块还用于将所述第一判断结果传输至所述快速控制器原型；所述快速控制器原型还用于将所述第一判断结果传输至所述上位机标定测试系统；所述上位机控制系统还用于显示所述第一判断结果。
2.根据权利要求1所述的基于模型驱动的混合动力总成测试台架，其特征在于，所述仿真模型，包括驾驶目标模型、车辆运动模型、船舶运动模型和传动系统模型；所述快速控制器原型根据车辆运动模型或船舶运动模型生成阻力负载指令。3.根据权利要求1所述的基于模型驱动的混合动力总成测试台架，其特征在于，所述综合能量管理策略模型包括：串联能量管理策略模型、并联能量管理策略模型、混联能量管理策略模型、纯电动能量管理策略模型和纯内燃能量管理策略模型。4.根据权利要求1所述的基于模型驱动的混合动力总成测试台架，其特征在于，所述发动机模块，具体包括：发动机控制器、发动机和发动机信息采集单元；所述发动机控制器分别与所述快速控制器原型和所述发动机连接；所述发动机控制器根据所述扭矩分配指令生成燃料喷射指令、进气指令和点火指令；所述发动机用于根据所述燃料喷射指令、所述进气指令和所述点火指令输出扭矩；所述发动机与所述测功机模块连接；所述测功机模块用于接收并根据所述阻力负载指令实时向所述发动机输出负载；所述发动机还与所述扭矩测量模块连接；所述扭矩测量模块用于测量所述发动机的负载扭矩并将所述发动机的负载扭矩传输至所述快速控制器原型；所述发动机信息采集单元分别与所述发动机、所述发动机控制器和所述测功机模块；所述所述发动机信息采集单元用于采集所述发动机的转速和水温并将所述发动机的转速和水温分别传输至所述发动机控制器和所述测功机模块；所述发动机控制器用于将所述发动机的转速和水温传输至所述快速控制器原型；所述测功机模块还用于判断所述发动机的转速和水温是否异常，得到所述第一判断结果。5.根据权利要求4所述的基于模型驱动的混合动力总成测试台架，其特征在于，所述电机模块，具体包括：电机控制器、电机逆变器、电机和电机信息采集单元；所述电机控制器分别与所述快速控制器原型、所述电机逆变器和所述电机连接；所述电机控制器用于接收并根据所述扭矩分配指令生成第一脉宽调制指令；所述电机逆变器分别与所述电池模块和所述电机连接，所述电机逆变器用于将所述第一脉宽调制指令传输至所述电机；所述电机逆变器还用于将所述电池模块输出的直流电压转化成交流电压，并将所述交流电压传输至所述电机；所述电机与所述测功机模块连接；所述电机用于根据所述第一脉宽调制指令输出扭矩；所述测功机模块用于接收并根据所述阻力负载指令实时向所述电机输出负载；所述电机还与所述扭矩测量模块连接；所述扭矩测量模块用于测量所述电机的负载扭矩并将所述电机的负载扭矩传输至所述快速控制器原型；所述电机信息采集单元分别与所述电机、所述电机控制器和所述测功机模块；所述所述电机信息采集单元用于采集所述电机的输出功率、转速和角速度并将所述电机的输出功率、转速和角速度分别传输至所述电机控制器和所述测功机模块；所述电机控制器用于将所述电机的输出功率、转速和角速度传输至所述快速控制器原型；所述测功机模块用于判断所述电机的输出功率、转速和角速度是否异常发出，得到所述第一判断结果。
6.根据权利要求5所述的基于模型驱动的混合动力总成测试台架，其特征在于，所述电机信息采集单元，包括：功率分析仪；所述功率分析仪分别与所述电机、所述电机逆变器和所述测功机模块连接；所述功率分析仪用于测量所述电机的输出功率并将所述电机的输出功率传输至所述电机逆变器和所述测功机模块；所述电机逆变器将所述电机的输出功率传输至所述电机控制器。7.根据权利要求5所述的基于模型驱动的混合动力总成测试台架，其特征在于，所述测功机模块，具体包括：测功机控制器、测功机变频器、电机侧电力测功机和发动机侧电力测功机；所述测功机控制器分别与所述测功机变频器和所述快速控制器原型连接；所述测功机控制器用于接收并根据所述阻力负载指令生成第二脉宽调制指令；所述测功机变频器分别与所述电机侧电力测功机和所述发动机侧电力测功机连接；所述测功机变频器用于接收所述第二脉宽调制指令并将所述第二脉宽调制指令分别传输至所述电机侧电力测功机和所述发动机侧电力测功机；所述电机侧电力测功机分别与所述电机和所述快速控制器原型连接；所述电机侧电力测功机用于根据所述第二脉宽调制指令实时向所述电机输出负载；所述发动机侧电力测功机分别与所述发动机和所述快速控制器原型连接；所述发动机侧电力测功机用于根据所述第二脉宽调制指令实时向所述发动机输出负载。8.根据权利要求7所述的基于模型驱动的混合动力总成测试台架，其特征在于，所述扭矩测量模块，还包括：第一扭矩传感器和第二扭矩传感器；所述第一扭矩传感器分别与所述电机侧电力测功机、所述电机和所述快速控制器原型连接；所述第一扭矩传感器用于实时测量所述电机的负载扭矩并将所述电机的负载扭矩传输至所述快速控制器原型；所述第二扭矩传感器分别与所述发动机侧电力测功机和所述发动机连接；所述第二扭矩传感器用于实时测量所述发动机的负载扭矩并将所述发动机的负载扭矩传输至所述快速控制器原型。9.根据权利要求5所述的基于模型驱动的混合动力总成测试台架，其特征在于，所述电池模块，具体包括：电池控制器和电池模拟器；所述电池控制器分别与所述快速控制器原型和所述电池模拟器连接；所述电池控制器用于接收所述充放电指令；所述电池控制器还用于获取所述电池模拟器的运行数据并根据所述电池模拟器的运行数据判断所述电池模拟器是否异常，得到第二判断结果；所述电池控制器还用于将所述电池模拟器的运行数据和第二判断结果传输至所述快速控制器原型；所述快速控制器原型还用于将所述第二判断结果传输至所述上位机标定测试系统；所述上位机控制系统还用于显示所述第二判断结果；所述电池模拟器与所述电机逆变器连接；所述电池模拟器用于接收并根据所述充放电指令进行充电、放电或dc-dc电压转换；所述电机逆变器用于将所述电池模拟器输出的直流电压转化成交流电压。
10.根据权利要求7所述的基于模型驱动的混合动力总成测试台架，其特征在于，所述混合动力总成测试台架，还包括：报警装置；所述报警装置与所述测功机控制器连接；所述报警装置用于接收所述第一判断结果并根据所述第一判断结果发出报警。

技术总结
本发明公开了一种基于模型驱动的混合动力总成测试台架。该测试台架包括上位机标定测试系统、快速控制器原型、电池模块、发动机模块、电机模块测功机模块和扭矩测量模块；上位机标定测试系统用于获取目标动力系统信息，快速控制器原型用于切换综合能量管理策略模型和仿真模型，生成扭矩分配指令、充放电指令和阻力负载指令控制发动机模块和电机模块、电池模块以及测功机模块；上位机标定测试系统显示电池模块、发动机模块、电机模块和测功机模块的运行数据。采用本发明的混合动力总成测试台架，能够快速对测试台架的关键动力组件和能量管理策略进行测试验证，不受特定传动系统结构约束，实现动态工况仿真，具有开发目标明确、运行周期短的特点。行周期短的特点。行周期短的特点。


技术研发人员：朱晶宇 隆武强 徐爽 田华 崔靖晨
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2020.12.01
技术公布日：2022/6/4