专利名称：混合动力汽车动力传动系统可靠性试验台架的制作方法
技术领域：
本发明属于动力传动系统台架试验技术，具体涉及一种混合动力汽车用混合动力系统的可靠性测试台架。
背景技术：
混合动力电动汽车有汽油机和电机两种动力源，混合动力系统集中了两种动力源的优点，是一种新型的汽车节能和环保技术，在世界范围内得到了广泛的关注和研究。以发电/电动一体化ISG电机为重要构成部件的混合动力汽车动力传动系统，作为一种新型的动力传动技术，目前还缺少相应的可靠性测试台架对总成系统的可靠性进行测试和评价，基于混合动力系统开发的需要，设计了混合动力汽车动力传动系统可靠性试验台架。
发明内容
本发明的目的是为满足混合动力汽车开发的需要，设计出一种结构紧凑、切实有效的混合动力系统可靠性试验台架，以实现对混合动力汽车动力传动系统的可靠性考核。
本发明提出的混合动力汽车动力传动系统可靠性试验台架包括发动机、发动机控制器ECU、ISG电机、电机控制器IPU、镍氢动力电池组、电池管理系统BCM，测功机、台架控制系统和上层控制器HCU。其中发动机与ISG电机集成，ISG电机位于发动机后面，发动机曲轴输出端直接与ISG电机转子相连，电机定子及外壳与发动机机体固定，形成动力总成，电机转子通过法兰盘和十字万向节与测功机相连，没有连接变速器。发动机控制器ECU与发动机、电机控制器IPU与电机之间通过导线进行连接，发动机由发动机控制器ECU进行控制，电机由电机控制器IPU进行控制。镍氢动力电池组通过导线连接ISG电机，向ISG电机供电，ISG电机也可作为发电机向蓄电池充电，电池能量管理系统BCM与电池通过导线连接，控制电池的充放电。测功机与台架控制系统通过导线连接，由台架控制系统进行控制，发动机控制器ECU、电机控制器IPU和电池管理系统BCM和台架控制系统都通过CAN通讯与上层控制器HCU连接，测功机的转速和扭矩通过台架控制系统传送给HCU，而整个混合动力系统就通过上层控制器HCU对ECU、IPU、BCM进行协调控制。
本发明中，HCU根据现场采集的信息和加载的设定工况，确定电机的工作状态和工作扭矩。HCU通过在一个测试循环中控制发动机的输出扭矩、控制电机的状态和扭矩来实现对混合动力汽车动力传动系统起动发动机、怠速起停、电动助力、再生制动工况的模拟。通过进行多次重复的测试循环实现对混合动力汽车动力传动系统可靠性的考核。
本发明与其它可靠性台架相比，减少了变速器、离合器和试验中变速器的换档操纵装置，将混合动力系统的主要部件发动机、电机及其控制系统集成，布置紧凑，试验方案简单，易于控制和实现。
图1为本发明的结构示意框图。
图2是发动机与ISG电机集成的结构示意图。
图中1、发动机；2、ISG电机；3、十字万向节；4、测功机；5、发动机控制器ECU；6、电机控制器IPU；7、动力蓄电池；8、电池管理系统BCM；9、台架控制系统；10、上层控制系统HCU；11、发动机曲轴；12、发动机曲轴安装螺钉；13、ISG电机线圈绕组；14、ISG电机定子及外壳；15；ISG电机定子磁钢；16、ISG电机定子安装挡圈；17、ISG电机转子；18、连接法兰盘安装螺钉；19、连接法兰盘；20、十字万向节安装螺钉；21、ISG定子壳体安装螺钉；22、ISG电机定子安装挡圈用螺钉；23、ISG电机转子永磁体具体实施方式
图1给出了本发明的结构示意框图发动机1与ISG电机2集成为动力总成，动力总成通过十字万向节3与测功机4相连，具体为发动机曲轴11的输出端直接与ISG电机转子17相连，电机定子及外壳14与发动机机体固定，ISG电机转子17通过连接法兰盘19和十字万向节3与测功机4相连(参见图2)。ISG电机2与动力蓄电池7(采用镍氢动力电池)通过导线相连，发动机1的运行由发动机控制器ECU 5进行控制，ISG电机2的运行由电机控制器IPU 6进行控制，动力蓄电池7由电池管理系统BCM 8进行管理，发动机控制器ECU 5、电机控制器IPU 6、电池管理系统BCM 8均通过CAN通讯与上层控制器HCU 10相连，测功机4由台架控制系统9控制，测功机4的转速和扭矩通过台架控制系统9传送给上层控制器HCU 10。上层控制器HCU 10根据现场采集的信息和加载的设定工况，确定ISG电机2的工作状态和工作扭矩。上层控制器HCU 10通过在一个测试循环中控制发动机的输出扭矩、控制电机的状态和扭矩来实现对混合动力汽车动力传动系统起动发动机、怠速起停、电动助力、再生制动工况的模拟。通过进行多次重复的测试循环实现对混合动力汽车动力传动系统可靠性的考核。
其中发动机与ISG电机集成的具体连接方式参见图2，发动机曲轴11的随处端通过发动机曲轴安装螺钉12与ISG电机转子17连接；ISG电机定子及外壳14通过ISG定子壳体安装螺钉21固定在发动机1的机体上，ISG电机转子永磁体23、ISG电机定子磁钢15及ISG电机线圈绕组13安装在ISG电机定子及外壳14内，并由ISG电机定子安装挡圈16限位，22为ISG电机定子安装挡圈用螺钉。ISG电机转子17通过连接法兰盘安装螺钉18与连接法兰盘19连接，连接法兰盘19再通过十字万向节安装螺钉20连接十字万向节3。
在本实施例中发动机采用长安汽车公司的发动机；发动机控制器ECU可以采用上海联合电子生产的ECU；电机采用上海御能公司生产的ISG电机；电机控制器IPU采用上海御能公司生产的IPU；电池采用中山中炬森莱公司生产的镍氢电池组电池管理系统BCM采用中山中炬森莱公司镍氢电池组配套用的BCM；测功机采用AVL公司生产的电力测功机；台架控制系统采用AVL公司生产的台架控制系统；十字万向节采用长安公司汽车用万向节；上层控制系统HCU采用北京恒润公司代理的DSPACE。
权利要求
1.混合动力汽车动力传动系统可靠性试验台架，其特征在于它包括发动机、发动机控制器ECU、ISG电机、电机控制器IPU、动力蓄电池、电池管理系统BCM、测功机、台架控制系统和上层控制器HCU；其中发动机与ISG电机集成，形成动力总成，电机输出轴通过法兰盘和十字万向节与测功机相连；发动机节气门控制器ECU与发动机、电机控制器IPU与电机之间分别通过导线进行连接；动力蓄电池通过导线连接ISG电机，电池能量管理系统BCM与电池通过导线连接；测功机与台架控制系统通过导线连接；发动机控制器ECU、电机控制器IPU和电池管理系统BCM和台架控制系统都通过CAN通讯与上层控制器HCU连接。
全文摘要
本发明涉及一种混合动力汽车动力传动系统可靠性试验台架，它包括发动机、发动机控制器ECU、ISG电机、电机控制器IPU、动力蓄电池、电池管理系统BCM、测功机、台架控制系统和上层控制器HCU。其中发动机与ISG电机集成，形成动力总成，电机转子通过法兰盘和十字万向节与测功机相连；发动机控制器ECU与发动机、电机控制器IPU与电机、动力蓄电机与ISG电机、电池能量管理系统BCM与电池、测功机与台架控制系统之间都分别通过导线连接；发动机控制器ECU、电机控制器IPU和电池管理系统BCM和台架控制系统都通过CAN通讯与上层控制器HCU连接。本发明的优点是减少了变速器、离合器和试验中变速器的换档操纵装置，将混合动力系统的主要部件发动机、电机及其控制系统集成，布置紧凑，试验方案简单，易于控制和实现。
文档编号G01M17/007GK1800804SQ20061005402
公开日2006年7月12日 申请日期2006年1月13日 优先权日2006年1月13日
发明者杨亚联, 秦大同, 杨阳, 胡建军, 任勇, 周安健, 金国庆, 余涛 申请人:长安汽车(集团)有限责任公司, 重庆大学