本发明涉及电动汽车技术领域，更具体地，涉及一种电动汽车性能测试系统及方法。
背景技术：
电动汽车(bev)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
现有的电动汽车性能测试系统，使用底盘测功机实现电动汽车阻力功的加载，包括：利用单滚筒底盘测功机实现电动汽车阻力功加载，如图1a所示；利用四驱双滚筒底盘测功机实现电动汽车阻力功加载，如图1b所示；以及，利用利用两驱双滚筒底盘测功机实现电动汽车阻力功加载，如图1c所示等。在测试过程中需要测试人员坐在被测电动汽车的驾驶员位置，通过不断操作被测电动汽车的油门踏板和制动踏板控制车速，以实现相应试验行驶工况的测试，从而对电动汽车的动力性进行测试。但是，底盘测功机测试台架与被测电动汽车之间没有连接关系和控制关系，在测试过程中一旦底盘测功机报警停车，此时如果测试人员操作不当，例如紧急踩刹车，车辆容易冲出台架。
同时，电动汽车经济性测试需要连续运行较长时间，按照《gb/t18386电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》规定的测试方法，在使用工况法进行续驶里程试验时，nedc行驶工况的试验循环由4个市区循环和1个市郊循环程序组成，理论试验距离为11.022km，试验时间为19min40s。如果对工况法续驶里程为250km的电动汽车进行试验时，试验过程中测试人员要连续按照试验车速控制电动汽车运行22个试验循环，总时间接近7.5个小时，使用等速法进行续驶里程试验所需时间更久。如此长时间的驾驶电动汽车进行循环操作，对测试人员的体力和耐力是极大的考验。由此可知，测试人员对电动汽车车速的控制精度直接影响性能测试的结果。
技术实现要素：
针对上述的技术问题，本发明提供一种电动汽车性能测试系统及方法。
第一方面，本发明提供一种电动汽车性能测试系统，包括：测试模块、控制模块、电力测功机和被测电动汽车；所述测试模块与所述控制模块及被测电动汽车相连，所述测试模块用于根据行驶环境和行驶工况，自动调节油门踏板开度和制动踏板开度；并将所述油门踏板开度和所述制动踏板开度发送至所述被测电动汽车；所述被测电动汽车与所述测试模块及所述电力测功机相连，用于根据接收到的油门踏板开度和制动踏板开度发出驱动力，所述驱动力带动所述电力测功机转动；所述电力测功机与所述控制模块及所述被测电动汽车相连，用于模拟被测电动汽车行驶过程中的阻力；所述控制模块与所述电力测功机及所述测试模块相连，用于将所述电力测功机的扭矩发送至所述测试模块，并根据所述测试模块下发的指令控制所述电力测功机的转动速度。
其中，所述电动汽车性能测试系统，还包括与所述测试模块相连的建模模块，所述建模模块用于建立被测电动汽车模型和驾驶员模型，以及设置被测电动汽车的行驶环境和行驶工况；并且将所述被测电动汽车模型、驾驶员模型、行驶环境和行驶工况输送至测试模块；所述测试模块中的驾驶员模型用于根据行驶环境和行驶工况，自动调节油门踏板开度和制动踏板开度；所述测试模块中的被测电动汽车模型用于根据接收到的电力测功机的扭矩，获取所被测电动汽车的车轮转速和行驶车速。
其中，所述测试模块还用于将所述被测电动汽车的车轮转速发送至所述控制模块，以使所述控制模块根据所述车轮转速控制所述电力测功机的转动速度。
其中，所述驾驶员模型还用于根据所述被测电动汽车的行驶车速和行驶工况的目标车速，调整油门踏板开度和制动踏板开度。
其中，所述电力测功机与所述被测电动汽车的驱动轮机械连接。
其中，所述测试模块中的can总线与所述控制模块中的can总线及所述被测电动汽车中的can总线相连。
其中，所述测试模块还用于实时监控所述控制模块和所述被测电动汽车，当出现异常情况时，所述测试模块控制所述电力测功机和所述被测电动汽车同时停机，并发出报警信号。
第二方面，本发明提供一种电动汽车性能测试方法，包括：s1，驾驶员模型根据行驶环境和行驶工况，自动调节油门踏板开度和制动踏板开度，以及将所述油门踏板开度和所述制动踏板开度发送至被测电动汽车；s2，所述被测电动汽车根据接收到的所述油门踏板开度和所述制动踏板开度发出驱动力，所述驱动力带动电力测功机转动；s3，将电力测功机的扭矩发送至被测电动汽车模型，以使所述被测电动汽车模型根据所述扭矩，获取所述被测电动汽车的车轮转速；s4，根据所述被测电动汽车的车轮转速控制所述电力测功机的转动速度。
其中，在所述s1之前还包括：建立被测电动汽车模型和驾驶员模型，以及设置被测电动汽车的行驶环境和行驶工况。
其中，所述被测电动汽车模型根据所述扭矩，获取所述被测电动汽车的行驶车速；以使所述驾驶员模型根据所述行驶车速和行驶工况的目标车速，调整油门踏板开度和制动踏板开度。
本发明提供的一种电动汽车性能测试系统及方法，通过测试模块、被测电动汽车、电力测功机和控制模块实现对整个系统的实时闭环控制，在性能测试过程中能够对行驶工况的目标车速进行实时跟随，极大的提高了测试过程中车速的控制精度，减少由于测试人员的车速控制精度对试验结果造成的影响；同时测试模块能够代替试验人员自动控制被测电动汽车，实现自动驾驶功能，减轻测试人员的劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为现有的电动汽车性能测试系统中利用单滚筒底盘测功机实现电动汽车阻力功加载的示意图；
图1b为现有的电动汽车性能测试系统中利用四驱双滚筒底盘测功机实现电动汽车阻力功加载的示意图；
图1c为现有的电动汽车性能测试系统中利用两驱双滚筒底盘测功机实现电动汽车阻力功加载的示意图；
图2为本发明实施例提供的电动汽车性能测试系统的示意图；
图3为本发明另一实施例提供的电动汽车性能测试系统的示意图；
图4为本发明实施例提供的电动汽车性能测试方法的流程框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2为本发明实施例提供的电动汽车性能测试系统的示意图，如图2所示，该系统包括：测试模块201、被测电动汽车202、电力测功机203和控制模块204；所述测试模块201与所述控制模块204和被测电动汽车202相连，所述测试模块201用于自动调节油门踏板开度和制动踏板开度，并将所述油门踏板开度和所述制动踏板开度发送至所述被测电动汽车202；所述被测电动汽车202与所述测试模块201及所述电力测功机203相连，用于根据接收到的油门踏板开度和制动踏板开度发出驱动力，所述驱动力带动所述电力测功机203转动；所述电力测功机203与所述控制模块204及所述被测电动汽车202相连，用于模拟被测电动汽车行驶过程中的阻力；所述控制模块204与所述电力测功机203及所述测试模块201相连，用于将所述电力测功机203的扭矩发送至所述测试模块201，并根据所述测试模块201下发指令控制所述电力测功机的转动速度。
其中，电力测功机采用交流变频回馈加载，加载能量通过交流负载发电机回馈电网；扭矩、转速通过扭矩传感器直接测量；电量综合测量仪表检测电流、电压、频率、功率因数等；计算机自动检测、显示并完成数据处理、报表及各种曲线。电力测功机可以方便的实现双向加载，同时在转速为0r/min时依然可以提供足够的加载能力；其加载特性为零转速至额定转速为恒扭矩特性，额定转速至最高转速为恒功率特性，完全符合动力机械的负载特性；而且，电力测功机可以作为动力机械倒拖原动机，可以作为机械效率试验的动力和发动机启动动力使用。
具体地，在对电动汽车的性能进行测试时，使用电力测功机203实现对被测电动汽车阻力功的加载。然后测试模块201根据行驶环境和行驶工况，自动调节油门踏板开度和制动踏板开度，例如，该测试模块201为etas公司的labcar测试系统、dspace实时仿真系统等，但并不局限于此。该测试模块201还将调节获得的油门踏板开度和制动踏板开度发送至被测电动汽车202。同时，将被测电动汽车202自带的油门踏板开度和制动踏板开度进行屏蔽，例如，通过拔除接插件的方式，将被测电动汽车202自带的油门踏板开度和制动踏板开度屏蔽。使得被测电动汽车202只能通过接收测试模块201发送的油门踏板开度和制动踏板开度，进行加速和制动运行，达到根据行驶环境和行驶工况智能控制被测电动汽车202的目的。
被测电动汽车202在运行过程中发出驱动力，该驱动力带动电力测功机203转动，进而使得电力测功机203对被测电动汽车施加阻力功，实现对被测电动汽车202的动力性测试。然后控制模块204将电力测功机203的扭矩(即，被测电动汽车的轮边扭矩)发送至测试模块201，以使测试模块201根据该扭矩调整油门踏板开度和制动踏板开度，并将对应的电力测功机203的阻力功加载量下发至控制模块204，以使控制模块204根据该指令控制电力测功机203的转动速度。
在本发明实施例中，通过测试模块、被测电动汽车、电力测功机和控制模块实现对整个系统的实时闭环控制，在性能测试过程中能够对行驶工况的目标车速进行实时跟随，极大的提高了测试过程中车速的控制精度，减少由于测试人员的车速控制精度对试验结果造成的影响；同时测试模块能够代替试验人员自动控制被测电动汽车，实现自动驾驶功能，减轻测试人员的劳动强度。
在上述实施例的基础上，结合图3，所述的电动汽车性能测试系统，还包括与所述测试模块201相连的建模模块，所述建模模块用于建立被测电动汽车模型201a和驾驶员模型201b，以及设置被测电动汽车的行驶环境和行驶工况；并且将所述被测电动汽车模型201a、驾驶员模型201b、行驶环境和行驶工况输送至测试模块201；所述测试模块201中的驾驶员模型201b用于根据行驶环境和行驶工况，自动调节油门踏板开度和制动踏板开度；所述测试模块201中的被测电动汽车模型201a用于根据接收到的电力测功机203的扭矩，获取所被测电动汽车202的车轮转速和行驶车速。
具体地，该建模模块可以是ipg公司的truckmaker软件，但并不局限于此。利用建模模块对被测电动汽车和驾驶员进行建模，得到被测电动汽车模型201a和驾驶员模型201b；同时设置相应的行驶环境和行驶工况。建模完成之后编译下载至测试模块201中运行，在测试模块201中，驾驶员模201b用于根据行驶环境和行驶工况，自动调节油门踏板开度和制动踏板开度；以及被测电动汽车模型201a用于根据控制模块204发送的电力测功机203的扭矩，进行相应的计算获取所被测电动汽车202的车轮转速和行驶车速。
在本发明实施例中，通过建模模块建立被测电动汽车的模型和驾驶员的模型，以及设置相应的行驶环境和行驶工况，并将其输送至测试模块，使得测试模块可以较准确的获取到与行驶环境和行驶工况对应的油门踏板开度和制动踏板开度，进而在对电动汽车进行性能测试时，能够准确的控制被测电动汽车的车速，提高性能测试的准确性。
在上述各实施例的基础上，所述测试模块201还用于将所述被测电动汽车202的车轮转速发送至所述控制模块204，以使所述控制模块204根据所述车轮转速控制所述电力测功机203的转动速度。
具体地，在被测电动汽车模型201a根据接收到的电力测功机的扭矩(即，被测电动汽车的轮边扭矩)，计算获取到被测电动汽车的车轮转速和行驶车速后，测试模块201将被测电动汽车的车轮转速发送至控制模块204，并且控制模块204根据接收到的车轮转速控制电力测功机203的转动速度，以使电力测功机203的转动速度与被测电动汽车的车轮转速相适应。
在本发明实施例中，通过测试模块将被测电动汽车的车轮转速发送至控制模块，以使控制模块根据该车轮转速控制电力测功机的转动速度，使得电力测功机的转动速度与被测电动汽车的车轮转速相适应，提高对电动汽车性能试验的可靠性和准确性。
在上述各实施例的基础上，驾驶员模型201b还用于根据所述被测电动汽车202的行驶车速和行驶工况的目标车速，调整油门踏板开度和制动踏板开度。
具体地，在测试模块201中的驾驶员模型201b在根据当前行驶车速和行驶工况的目标车速，调整好油门踏板开度和制动踏板开度后，随着行驶工况的改变被测电动汽车的行驶车速会发生变化，且不同的行驶工况对应有不同的目标车速。使得驾驶员模型201b需要不断的根据当前的行驶车速和行驶工况的目标车速，调整油门踏板开度和制动踏板开度，并将该油门踏板开度和制动踏板开度发送至被测电动汽车202，以使被测电动汽车202对其行驶车速进行相应的调整，以达到在不同行驶环境和行驶工况下，提供对被测电动汽车性能测试的精确度。
在本发明实施例中，通过驾驶员模块根据被测电动汽车的行驶车速和行驶工况的目标车速，不断的调整油门踏板开度和制动踏板开度，达到在不同行驶环境和行驶工况下，提供对被测电动汽车性能测试的精确度。
在上述各实施例的基础上，所述电力测功机203与所述被测电动汽车202的驱动轮机械连接。所述测试模块201中的can总线与所述控制模块204中的can总线及所述被测电动汽车202中的can总线相连。
其中，can是控制器局域网络(controllerareanetwork,can)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国bosch公司开发的，并最终成为国际标准(iso11898)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，can总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以can为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的j1939协议。
具体地，电力测功机203与被测电动汽车202的驱动轮使用机械连接，具体机械结构需要根据被测电动汽车车轮和传动系统的结构进行设计，不同结构的被测电动汽车需要设计专门的机械连接装置。
另外，控制模块204通过can总线通讯协议，将获取的电力测功机203的扭矩(即，被测电动汽车的轮边扭矩)发送至测试模块201。然后测试模块201中的被测电动汽车模型201a根据接收到的电力测功机的扭矩(即，被测电动汽车的轮边扭矩)，进行计算得到被测电动汽车的车轮转速和行驶车速。测试模块201将得到的车轮转速通过can总线通讯协议发送至控制模块204，且控制模块204根据接收到的车轮转速控制电力测功机203的转动速度。
在上述各实施例的基础上，所述测试模块201还用于实时监控所述控制模块204和所述被测电动汽车202，当出现异常情况时，所述测试模块201控制所述电力测功机203和所述被测电动汽车202同时停机，并发出报警信号。
具体地，测试模块201还实时监控控制模块204和被测电动汽车202，当出现异常情况时，例如，超速、过温、欠压、过压等，测试模块201将立即控制电力测功机和被测电动汽车同时停机，避免了因驾驶员紧急踩刹车等不当操作行为，使得被测电动汽车容易冲出测试系统的情况，提高了测试过程中的安全性。同时，测试模块201还会发出报警信号，以供操作人员根据该报警信号进行相应的检查，以尽快排出异常情况，使测试系统快速恢复正常。该测试系统可以用于测试电动汽车的动力性、经济性、电驱动系统可靠性和效率等。
图4为本发明实施例提供的电动汽车性能测试方法的流程框图，如图4所示，该方法包括：s1，驾驶员模型根据行驶环境和行驶工况，自动调节油门踏板开度和制动踏板开度，以及将所述油门踏板开度和所述制动踏板开度发送至被测电动汽车；s2，所述被测电动汽车根据接收到的所述油门踏板开度和所述制动踏板开度发出驱动力，所述驱动力带动电力测功机转动；s3，将电力测功机的扭矩发送至被测电动汽车模型，以使所述被测电动汽车模型根据所述扭矩，获取所述被测电动汽车的车轮转速；s4，根据所述被测电动汽车的车轮转速控制所述电力测功机的转动速度。
进一步地，在所述s1之前还包括：建立被测电动汽车模型和驾驶员模型，以及设置被测电动汽车的行驶环境和行驶工况。
进一步地，所述被测电动汽车模型根据所述扭矩，获取所述被测电动汽车的行驶车速；以使所述驾驶员模型根据所述行驶车速和行驶工况的目标车速，调整油门踏板开度和制动踏板开度。
具体地，被测电动汽车模型根据电力测功机的扭矩，计算获取的被测电动汽车的行驶车速，并根据该行驶车速和行驶工况的目标车速，不断的调整油门踏板开度和制动踏板开度。然后，被测电动汽车根据调整后的油门踏板开度和制动踏板开度，相应地调整驱动力，进而使得电力测功机的转动速度发生改变。就这样不断的循环，来完成对被测电动汽车的性能测试，使得被测电动汽车在不同的行驶环境和行驶工况下，均得到了测试，提高了测试的精确性。
本发明提供的电动汽车测试系统及方法，通过建模模块建立的驾驶员模型对系统进行实时闭环控制，在性能测试过程中能够对目标车速进行实时跟随，极大的提高了测试过程中车速控制的精度，避免了因测试人员对车速的控制精度不高，进而影响试验结果的情况，达到精确控制被测电动汽车车速的目的。同时，使用驾驶员模型代替试验人员自动控制被测试电动汽车，能够实现自动驾驶功能，减轻测试人员的劳动强度。并且，测试过程中测试模块通过can总线通讯协议，实时监控控制模块和被测电动汽车，一旦发现异常信息，立即控制电力测功机和被测电动汽车同步停机，同时发出报警信号，提高了测试系统的安全性能。且该测试系统功能多样，不仅能够实现电动汽车的动力性、经济性测试，同时能够进行电动汽车电驱动系统的相关测试，例如可靠性、效率测试等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。