一种电动汽车运行过程中动力电池能量消耗检测系统的制作方法

本发明涉及电动汽车运行过程中动力电池能量消耗检测系统，特别是涉及电动汽车运行过程中制动能量对能量消耗影响的测试试验系统。

背景技术：

在新能源汽车的领域内，电动汽车凭借其自身独具的优点，成为目前发展最迅猛的类型。在开发电动汽车新产品过程中，需要对电动汽车的能量消耗进行测试。电动汽车运行过程能量消耗检测系统能够实时采集和记录电动车动力电池输出的电压和电流，实现能耗数据实时的记录和分析。目前电动汽车电能量消耗的检测，大多仅仅检测电动汽车运行过程中初、末状态的电能量，缺乏运行过程中电能量消耗实时检测，不能够准确的测量电动汽车运行过程中电流和电压的变化，造成能量消耗检测的不准确性。为此提出一种电动汽车运行过程中动力电池能量消耗检测系统。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，设计一种电动汽车运行过程能量消耗检测系统，旨在解决目前检测系统缺乏电动汽车运行过程中电能量消耗实时检测的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车运行过程中动力电池能量消耗检测系统，包括高压数据采集模块、低压数据采集模块、电流钳、电源同步线、计算机，所述电源同步线将高、低压数据采集模块相连接，使高低压数据采集模块接收外界电源供电同步，所述低压数据采集模块通过车辆电源供电线和电动汽车低压电源连接；所述低压数据采集模块还通过信号同步线和高压数据采集模块相连接，用于保证计算机接收的电流电压信号同步；所述低压数据采集模块通过电流钳和电池组高压线正极相连，用于实时采集电池组输出电流信号并通过a/d转换器处理后经usb连接线输送至计算机；所述高压数据采集模块通过鳄鱼夹和电池组高压正负极相连，用于实时采集电池组输出电压信号并通过a/d转换器处理后经usb连接线输送至计算机；所述计算机用于根据电池组输出电流信号和电池组输出电压信号分析电动汽车运行过程中能量回收对电动汽车电能量消耗的影响。

进一步地，所述的计算机包括数据采集模块和数据分析模块，所述数据采集模块用于接收转换处理后的电池组输出电流信号和电池组输出电压信号，所述的数据分析模块用于根据电池组输出电流信号和电池组输出电压信号计算出动力电池的电压、电流、电容量消耗和电能量消耗，分析电动汽车运行过程中能量回收对电动汽车电能量消耗的影响。

进一步地，所述电流钳包括钳口、1.5m导线和bnc插头。所述电流钳是钳口专用于示波器、波形显示器以及其他对带宽要求较高且带bnc输入端口的仪器。

进一步地，所述的数据采集模块包括：

设置文件模块，用于调用已设置并保存的通道信息；

通道设置模块，用于重新设置通道信息；

测量模块，用于自定义测量界面，监控测试信号的实时状态。

进一步地，所述的数据分析模块包括：

电力分析模块，用于自动测出不同电流类型所测电的总功率、有效功率、无效功率、功率因素参数；

公式设置与计算模块，用于计算出不同的电力参数，包括动力电池的输出功率、变频器的效率；

数据导出与界面打印模块，用于导出或打印相应的计算数据。

相比现有技术，本发明能够实时采集和记录电动车动力电池输出的电压和电流，实现电动汽车运行过程能耗数据实时的记录和分析。解决了目前电动汽车电能量消耗检测大多仅仅检测电动汽车运行过程中初、末状态的电能量，缺乏运行过程中电能量消耗实时检测，不能够准确的测量电动汽车运行过程中电流和电压的变化，造成能量消耗检测的不准确性的问题。

附图说明

图1为本发明的电动汽车运行过程中能量消耗测试试验系统结构示意图。

图2为本发明的电动汽车运行过程中动力电池能量消耗检测系统示意图。

图3本发明的计算机示意图。

图4是本发明实施例的数据采集模块示意图。

图5是本发明实施例的数据采集模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部实例。基于本发明中的实例，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例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种电动汽车运行过程中动力电池能量消耗检测系统，该系统包括：电动汽车运行过程中动力电池能量消耗检测系统、底盘测功机系统，

所述电能量消耗检测子系统用于检测和保存动力电池的电流和电压信号，同时根据所述电流和电压信号计算出动力电池的电压、电流、电容量消耗和电能量消耗，得出电动汽车运行过程中能量回收对电动汽车电能量消耗的影响；

所述底盘测功机系统主要用于测试汽车驱动轮输出功率、驱动力矩和车速，并模拟车辆实际行驶过程中所受到的载荷。

如图2所示，所述电动汽车运行过程中动力电池能量消耗检测系统包括高压数据采集模块、低压数据采集模块、电流钳、电源同步线、计算机，所述电源同步线将高、低压数据采集模块相连接，使高低压数据采集模块接收外界电源供电同步，所述低压数据采集模块通过车辆电源供电线和电动汽车低压电源连接；所述低压数据采集模块还通过信号同步线和高压数据采集模块相连接，用于保证计算机接收的电流电压信号同步；所述低压数据采集模块通过电流钳和电池组高压线正极相连，用于实时采集电池组输出电流信号并通过a/d转换器处理后经usb连接线输送至计算机；所述高压数据采集模块通过鳄鱼夹和电池组高压正负极相连，用于实时采集电池组输出电压信号并通过a/d转换器处理后经usb连接线输送至计算机；所述计算机用于根据电池组输出电流信号和电池组输出电压信号分析电动汽车运行过程中能量回收对电动汽车电能量消耗的影响。

所述电流钳包括钳口、1.5m导线和bnc插头。所述电流钳是钳口专用于示波器、波形显示器以及其他对带宽要求较高且带bnc输入端口的仪器。

如图3所示，所述的计算机包括数据采集模块和数据分析模块，所述数据采集模块用于接收转换处理后的电池组输出电流信号和电池组输出电压信号，所述的数据分析模块用于根据电池组输出电流信号和电池组输出电压信号计算出动力电池的电压、电流、电容量消耗和电能量消耗，分析电动汽车运行过程中能量回收对电动汽车电能量消耗的影响。

如图4所示，所述的数据采集模块包括：

设置文件模块，用于调用已设置并保存的通道信息；

通道设置模块，用于重新设置通道信息；

测量模块，用于自定义测量界面，监控测试信号的实时状态。

如图5所示，所述的数据分析模块包括：

电力分析模块，用于自动测出不同电流类型所测电的总功率、有效功率、无效功率、功率因素参数；

公式设置与计算模块，用于计算出不同的电力参数，包括动力电池的输出功率、变频器的效率；

数据导出与界面打印模块，用于导出或打印相应的计算数据。

所述底盘测功机系统包括道路模拟系统、信号采集与控制系统、安全保障系统和引导系统，所述滚道路模拟系统用于模拟实际行驶中的道路状况；所述信号采集与控制系统用于采集电动汽车在行驶过程中的速度和驱动力信号；所述安全保障系统和引导系统用于保证底盘测功机系统正常运行。

所述的道路模拟系统包括滚筒装置、功率吸收装置和惯性模拟装置，所述滚筒装置用于支撑车轮并提供设定转速，测试时，电动汽车的驱动轮行驶到道路模拟系统的滚筒装置上，在保持正确的位置上固定；所述的功率吸收装置用于为模拟电动汽车运行中所受的空气阻力、非驱动轮的滚动阻力及爬坡阻力设置相应参数；所述惯性模拟装置用于模拟汽车旋转质量的转动惯量及汽车平移质量的惯量。

所述的信号采集与控制系统包括车速信号采集装置、驱动力信号采集装置和控制系统，所述车速信号采集装置用于采集电动汽车运行中的转速信号，所述驱动力信号采集装置用于采集电动汽车运行中的驱动力信号；所述控制系统用于滚筒装置、惯性模拟装置、功率吸收装置的控制。

所述电动汽车包括驱动电动机、动力电池、车辆控制器和车辆动力系统总成等，所述动力电池为电动汽车行驶提供动力，电动汽车在小负荷下运行时，它主要以中等电流持续为驱动电动机供电，通过驱动电动机驱动电动汽车行驶。当电动汽车启动或加速时，它主要以大电流短暂为驱动电动机供电。但是，当电动汽车在制动时，驱动电动机发挥发电机的作用，为动力电池充电，回收电动汽车的制动能量。

本实施例的设计思路以及优点：

本发明设计思路以及优点：1.前期准备：根据所选车型和所选工况，首先通过avlcruise软件仿真分析电动汽车运行过程能量消耗，得到电动车在特定的行驶工况下，电池组的电压电流变化范围。2.硬件选择：数据采集模块产品仪器内部采用usb接口形式，极大地增强了系统的通用性和可靠性。3.系统操作：低压数据采集模块通过电流钳和电池组高压线相连，高压数据采集模块通过鳄鱼夹和电池高压正负极相连，保证电力软件实时采集和分析电动车在特定工况下运行的能量消耗。4.数据处理：采用数据采集（鳄鱼夹、电流钳）-数据前处理（数据采集模块）-数据后处理（电力软件）的数据处理方式，处理速度快、精度高。

本实施例的测试过程包括：

1.检查动力电池能量消耗检测系统、底盘测功机系统和试验车胎压是否满足测试要求，若上述要求都满足，电动汽车驱动轮行驶到道路模拟系统的滚筒装置上，在保持正确的位置上固定。

2.为模拟电动汽车运行中所受的空气阻力、非驱动轮的滚动阻力及爬坡阻力等，在功率吸收装置设置相应的参数。打开信息采集与控制系统的车速信号采集装置和驱动力信号采集装置，分别采集电动汽车行驶过程中的速度和驱动力信号，安全保障系统和引导系统保证底盘测功机系统正常运行。

3.拆下整车低压电源负极，等待5分钟让其低压电器放电完毕，而后拆卸高压电源的维修开关。

4.通过电源同步线7把高、低压数据采集模块连接起来，低压数据采集模块通过车辆电源供电线和电动汽车低压电源连接。低压数据采集模块通过电流钳和电池组高压线正极相连。高压数据采集模块通过鳄鱼夹和电池组高压正负极相连。低压数据采集模块通过信号同步线和高压数据采集模块相连接。

5.高、低压数据采集模块分别通过usb连接线和计算机相连接。

6.开启计算机，启动数据采集模块、数据分析模块。

7.试验员按照所设置的行驶工况控制电动汽车，在计算机所设置的界面上显示相应电力参数的变化。

8.测试工况完成，关闭动力电池能量消耗检测系统和底盘测功机系统，整理试验器材，试验结束。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。