一种集成式汽车动力系统试验台架的制作方法

本发明涉及汽车动力系统的测试领域，尤其是涉及一种集成式汽车动力系统试验台架。

背景技术：

随着全球能源和环境问题的日益突出，开发低油耗、低排放的新型汽车成为当今汽车工业发展的首要任务。在这种背景下，混合动力汽车以及纯电动汽车成为当今最具应用前景的低排放、低能耗汽车。在混合动力汽车和纯电动汽车动力系统开发设计过程中，动力系统的台架试验是极其必要的环节。混合动力汽车和纯电动汽车动力系统相比于传统汽车动力系统，增加了电力系统，使得传统汽车动力系统试验台架已无法满足试验需求。现有的方法中，对于混合动力汽车和纯电动汽车的测试，往往需要购买动力电池或电力负载，对现有的动力系统试验台架进行改造、升级，但其成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题提供一种集成式汽车动力系统试验台架。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种集成式汽车动力系统试验台架，所述试验台架包括：

汽车动力系统试验模块，与汽车的动力系统连接，用于对汽车动力系统进行测试；

模式切换模块，与汽车动力系统试验模块连接，用于根据待测的汽车动力系统的类型，切换测试模式。

所述汽车动力系统试验模块包括：

供电单元，用于为汽车动力系统的测试提供电能；

制动单元，与供电单元连接，用于调配汽车动力系统产生的再生电能；

测功机，分别与汽车的动力系统和供电单元连接，用于实现对汽车动力系统的测试。

所述供电单元包括：

交流电源，用于为汽车动力系统的测试提供交流电；

整流电路，分别与交流电源、制动单元和测功机连接，用于将交流电源提供的交流电转化为直流电。

所述交流电源包括公共直流母线。

所述供电单元还包括逆变电路，所述逆变电路分别与整流电路和测功机连接，用于将整流电路提供的直流电转化为参数可调的交流电源。

所述模式切换模块包括：

dc/dc转换器，与汽车动力系统试验模块连接，用于切换汽车动力系统试验模块的测试电压；

模式切换控制单元，与dc/dc转换器连接，用于控制dc/dc转换器的工作状态。

所述模式切换控制单元包括：

电压采集组件，分别与dc/dc转换器和汽车动力系统试验模块连接，用于进行采样电压和参考电压的采集；

电压比较器，与电压采集组件连接，用于比较采样电压和参考电压的高低；

mcu控制器，与电压比较器连接，用于根据比较的结果发出控制信号；

脉宽调制控制电路，分别与mcu控制器和dc/dc转换器连接，用于根据mcu控制器发出的控制信号进行占空比调节，从而实现对dc/dc转换器的电压调节。

所述电压采集组件包括：

采样电压采集线，分别与dc/dc转换器和电压比较器连接，用于采集dc/dc转换器的输出电压作为采样电压；

参考电压采集线，分别与汽车动力系统试验模块和电压比较器连接，用于采集汽车动力系统试验模块提供的供电电压作为参考电压。

所述测试模式包括传统动力系统测试模式、纯电动系统测试模式和混合动力系统测试模式。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提出的试验台架，通过汽车动力系统试验模块和模式切换模块实现，汽车动力系统试验模块与传统汽车动力系统试验台架基本没有差别，即本发明提出的台架，只是在传统汽车动力系统试验台架的基础上，添加可以配合汽车动力系统试验模块，从而实现传统汽车动力系统、纯电动汽车动力系统以及混合动力汽车动力系统测试的模式切换模块，来实现与被测对象相适应并可进行切换的试验台架，这种方式大大减少了为进行纯电动汽车或混合动力汽车来搭建新的试验台架的成本，而且集成程度高，便于用户使用。

(2)汽车动力系统试验模块的供电单元最终是采取公共直流母线进行供电的，这种供电方式与额外购买动力电池或电力负载相比，大大节省了成本，同时公共直流母线在系统工作在电动状态时，为系统提供电能，在系统工作在发电状态时，可以接收系统产生的额外电能，通过进行能量的有效调配，达到节能目的。

(3)供电单元通过整流电路和逆变电路，将公共直流母线提供的普通交流电，先转换为直流再转换为电压与频率可调的交流，从而满足汽车动力系统在测试时的用电需求，实现方式简便且成本较低，实用性强。

(4)模式切换模块通过dc/dc转换器与模式切换控制单元的配合，实现了根据汽车动力系统的测试需求，为系统随时提供需要的电压的目的。

(5)模式切换控制单元包括电压采集组件、电压比较器、mcu控制器和脉宽调制控制电路，通过调节汽车动力系统试验模块中交流电的占空比，来实现电压的改变，实现方式简单且实用性能强。

附图说明

图1为集成式汽车动力系统试验台架的结构示意图；

图2为模式切换模块的结构示意图；

其中，1为整流电路，2为dc/dc转换器，3为逆变电路，4为模式切换控制单元，5为待测的汽车动力系统，6为测功机，7为制动单元，41为mcu控制器，42为脉宽调制控制电路，43为电压比较器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供了一种集成式汽车动力系统试验台架，包括：汽车动力系统试验模块，与汽车的动力系统连接，用于对汽车动力系统进行测试；模式切换模块，与汽车动力系统试验模块连接，用于根据待测的汽车动力系统5的类型，切换测试模式。

其中，汽车动力系统试验模块包括：供电单元，用于为汽车动力系统的测试提供电能；制动单元7，与供电单元连接，用于调配汽车动力系统产生的再生电能；测功机6，分别与汽车的动力系统和供电单元连接，用于实现对汽车动力系统的测试。供电单元包括：交流电源，用于为汽车动力系统的测试提供交流电；整流电路1，分别与交流电源、制动单元7和测功机6连接，用于将交流电源提供的交流电转化为直流电。交流电源包括公共直流母线。供电单元还包括逆变电路3，逆变电路3分别与整流电路1和测功机6连接，用于将整流电路1提供的直流电转化为参数可调的交流电源。模式切换模块包括：dc/dc转换器2，与汽车动力系统试验模块连接，用于切换汽车动力系统试验模块的测试电压；模式切换控制单元4，如图2所示，与dc/dc转换器2连接，用于控制dc/dc转换器2的工作状态。模式切换控制单元4包括：电压采集组件，分别与dc/dc转换器2和汽车动力系统试验模块连接，用于进行采样电压和参考电压的采集；电压比较器43，与电压采集组件连接，用于比较采样电压和参考电压的高低；mcu控制器41，与电压比较器43连接，用于根据比较的结果发出控制信号；脉宽调制控制电路42，分别与mcu控制器41和dc/dc转换器2连接，用于根据mcu控制器41发出的控制信号进行占空比调节，从而实现对dc/dc转换器2的电压调节。电压采集组件包括：采样电压采集线，分别与dc/dc转换器2和电压比较器43连接，用于采集dc/dc转换器2的输出电压作为采样电压；参考电压采集线，分别与汽车动力系统试验模块和电压比较器43连接，用于采集汽车动力系统试验模块提供的供电电压作为参考电压。测试模式包括传统动力系统测试模式、纯电动系统测试模式和混合动力系统测试模式。

该台架的工作过程如下：首先将待测的汽车动力系统5与汽车动力系统试验模块中连接，在进行传统动力系统测试时，只需将发动机与测功机6连接，在进行纯电动系统测试时，将驱动电机分别与dc/dc转换器2和测功机6连接，在进行混合动力系统测试时，则将发动机和isg电机同轴连接，然后将isg电机与dc/dc转换器2，动力输出轴与测功机6连接；在连接好后，根据待测试系统的类型，对模式切换模块进行控制，在进行传统动力系统测试时，调节模式切换控制单元4使得dc/dc转换器2处于不工作状态，直接按照传统方法对传统动力系统进行测试，在进行纯电动系统测试时，调节模式切换控制单元4来改变dc/dc转换器2的输出电压，即在dc/dc转换器2的输出电压高于公共直流母线上的电压时，调节模式切换控制单元4来降低dc/dc转换器2的输出电压，在dc/dc转换器2的输出电压低于公共直流母线上的电压时，调节模式切换控制单元4来升高dc/dc转换器2的输出电压，在对混合动力系统进行测试时，发动机与isg电机同轴连接，isg电机与dc/dc转换器2连接，动力输出轴与测功机连接，根据混合动力电压平台，通过调节模式切换控制单元4来改变dc/dc转换器2的输出电压，调节的过程与纯电动测试相似。