Led多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统的制作方法

专利名称：Led多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统的制作方法
技术领域：
LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统技术领域[0001]本实用新型涉及新能源汽车电子技术领域中的硬件在环测试方面，尤其涉及一种 LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统。
背景技术：
[0002]随着新能源汽车的快速发展，对整车动力总成的整体性能和可靠性的要求越来越高。为了保证开发设计后新能源汽车动力总成的安全性，可靠性，耐用性，关键零部件及控制器的测试都需要先后经过模型在环(MIL)测试，软件在环(SIL)测试，硬件在环(HIL)测试，台架测试，实车测试这几个环节。为了在缩短产品设计周期和降低研发成本的同时保证产品质量，HIL测试是控制系统设计开发周期中就成为不可分割的一部分。只有在HIL测试阶段运行良好的控制器才可以进行下一阶段的测试。[0003]HIL测试中可以对虚拟运行环境中的设备进行非常逼真的模拟。一个典型的HIL 系统包括用于从控制系统接收数据的传感器、用于发送数据的传动器、一个用于处理数据的控制器、一个人机界面(HMI)以及一个开发后仿真分析平台。[0004]混合动力总成HIL测试的对象是动力总成中真实的控制器整车控制器，电机控制器，锂电池控制器和变速箱控制器。混合动力总成HIL测试的目的是验证上述关键控制器在实时同步运行中协调工作，在实现综合功能的条件下保证整体性能良好。某些真实测试条件极具危险性，如高车速，大转向角，锂电池故障，此类极端条件下的测试，HIL测试却可轻松完成。混合动力总成HIL测试的理念与快速原型开发类似，即在目标阶段开发出的控制器与整车系统其它部分集成之前，需要将控制器作为实际系统的一部分进行测试。[0005]目前，绝大部分混合动力总车的HIL测试实验中都没有配置动力总成中各执行器及连接线束的原尺寸模型，更没有测试状态的语音播报和实时测试中执行器运行状态的灯光展示功能。无法实现将声音，灯光，视频完美统一的多功能测试环境，尤其在培养新的测试工程师和接待各级领导的参观等特殊场合，参观者只能看到电脑显示屏上的图片信息和数据信息，精密复杂且高度集成的测试设备无法给人感性认识，而如果完全采用真实的零部件，则高压电安全和尾气排放又无法在HIL实验室中解决；最终导致无法让测试以外人员生动，逼真，快速有效的了解新能源混动总成的功能原理和HIL测试意义与方法。实用新型内容[0006]本实用新型的目的是提供一种LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统， 使用LED多媒体控制系统将语音解说和内嵌LED的零部件模型运行状态指示完全有效的应用于HIL测试系统，并克服目前现有技术存在的上述不足。[0007]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现[0008]一种LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统，包括HIL测试上位机、被测对象动力总成和混合动力总成，所述HIL测试上位机分别与多声道音响、LED控制器和HIL 实时运算装置连接，LED控制器与混合动力总成连接，HIL实时运算装置与被测对象动力总成连接。[0009]进一步的，所述被测对象动力总成包括电池控制器、电机控制器、变速箱控制器、 发动机控制器和整车控制器。[0010]进一步的，所述混合动力总成包括汽车底板，汽车底板上设有电空调、减速器和逆变器，所述电空调与锂离子电池器连接，锂离子电池器分别与逆变器和充电桩连接，逆变器分别与蓄电池、驱动电机和发电机连接，驱动电机通过与减速器连接，发电机分别与发动机和变速箱连接。[0011]进一步的，所述电空调、减速器、逆变器、锂离子电池器、充电桩、蓄电池、驱动电机、发电机、发动机和变速箱的内部均嵌有LED灯。[0012]本实用新型的有益效果为使用LED多媒体控制系统将语音解说和内嵌LED的零部件模型运行状态指示完全有效的应用于HIL测试系统；使枯燥单一的系统测试多元化， 将以电脑视频为主的人机界面多样化。


[0013]下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。[0014]图I是本实用新型实施例所述的LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统的结构框图；[0015]图2是图I中混合动力总成的结构框图。[0016]图中[0017]1、HIL测试上位机；2、被测对象动力总成；3、混合动力总成；4、多声道音响；5、LED 控制器；6、HIL实时运算装置；7、电池控制器；8、电机控制器；9、变速箱控制器；10、发动机控制器；11、整车控制器；12、汽车底板；13、电空调；14、减速器；15、逆变器；16、锂离子电池器；17、充电桩；18、蓄电池；19、驱动电机；20、发电机；21、发动机；22、变速箱。
具体实施方式
[0018]如图I所示，本实用新型实施例所述的一种LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统，包括HIL测试上位机I、被测对象动力总成2和混合动力总成3，所述HIL测试上位机I分别与多声道音响4、LED控制器5和HIL实时运算装置6连接，LED控制器5与混合动力总成3连接，HIL实时运算装置6与被测对象动力总成2连接。所述被测对象动力总成2包括电池控制器7、电机控制器8、变速箱控制器9、发动机控制器10和整车控制器 11。所述混合动力总成3包括汽车底板12，汽车底板12上设有电空调13、减速器14和逆变器15，所述电空调13通过直流高压线束与锂离子电池器16连接，锂离子电池器16通过直流高压线束与逆变器15和充电桩17连接，逆变器15通过直流低压线束与蓄电池18连接，逆变器15通过交流高压线束分别与驱动电机19和发电机20连接，驱动电机19通过机械传动轴与减速器14连接，发电机20通过机械传动轴分别与发动机21和变速箱22连接。[0019]所述电空调13、减速器14、逆变器15、锂离子电池器16、充电桩17、蓄电池18、驱动电机19、发电机20、发动机21和变速箱22的内部均嵌入有不同颜色类型的LED灯，如蓝色LED表示扭矩的产生和传递，橙色表示电能的产生和传递，红色表示零部件故障。[0020]汽车底板12上各个部件的布置位置尽量按照原车所在位置进行布置，同时兼顾汽车底板12空间的合理利用和最佳的参观效果。不同的测试对象，可进行适当的调整和删减。[0021]所述汽车底板12设置于灯光舞台上，灯光舞台高40cm，汽车底板12高度为40cm， 电空调13、减速器14、逆变器15、锂离子电池器16、充电桩17、蓄电池18、驱动电机19、发电机20、发动机21和变速箱22的高度均为12-35cm，整体高度的设计都符合最佳视觉观看范围，使参观者不用弯腰，就可以从各个角度都能看到所有零部件的运行状态。[0022]所述发动机21采用与I. 5VCT发动机I :1原尺寸制造，在发动机的进气歧管中嵌入蓝色LED灯，该LED灯常亮代表发动机工作输出扭矩，常灭代表发动机不工作。[0023]所述发电机20采用与原车起动发电一体机ISG电机I : I尺寸制造，在电机定子侧面贴一圈蓝色LED流水灯，灯的流向代表电机的转动方向，流动速度代表电机的转速。[0024]所述的机械传动轴分别由三组独立的蓝色LED内嵌在轴中心，分别代表发动机20 与ISG电机之间的机械连接，ISG电机与变速箱(AMT)22之间的机械连接，驱动电机19(TM) 与减速器14之间的机械连接。上述LED灯通过开关量控制，LED点亮表示所在位置力矩的传递，LED熄灭代表力矩的中断。[0025]所述驱动电机19采用与原车驱动电机I :1尺寸制造，在输出轴端机壳体内部圆周镶嵌一组蓝色LED流水灯，灯的流向代表电机的转动方向，流动速度代表电机的转速。[0026]所述变速箱(AMT) 22采用与原车机械式自动变速箱I :1尺寸制造，在变速箱输出轴壳体内侧周镶嵌一组蓝色LED灯，LED点亮表示变速箱正在传递力矩，LED熄灭代表变速箱没有将力矩传递出去。[0027]所述逆变器15采用与原车电机控制器I :1尺寸制造，该电机控制器负责驱动ISG 电机和驱动电机，并集成了 DCDC的功能，在逆变器壳体中央嵌有红色LED灯，灯光可以透过上方透明的亚克力材料折射出来，LED点亮表示电能在转换和传递，LED熄灭代表电能没有进入该控制器。[0028]所述锂离子电池16与原车锂电池包I :I尺寸制造，该模型通过半刨视图将电池包内的电池芯体展现出来，红色LED灯嵌入在从控制器模型中央，灯光可以透过上方透明的亚克力材料折射出来，LED灯的亮度可以被多媒体软件调节，灯的亮度代表了电池内SOC电量。[0029]所述蓄电池(12V) 18与原车低压蓄电池I :1尺寸制造，红色LED灯嵌入模型的中央，灯光可以透过上方透明的亚克力材料折射出来，LED灯的亮度可以被多媒体软件调节， 灯的亮度代表了蓄电池内SOC电量。[0030]所述电空调(高压)13与原车电空调压缩机总成I :1尺寸制造，蓝色LED灯嵌入模型的中央，灯光可以透过上方透明的亚克力材料折射出来，LED灯的亮度可以被多媒体软件调节，灯的亮度代表了压缩机实时消耗的电功率数值。[0031]所述充电桩17与轿车地面充电桩总成I : I尺寸制造，红色的LED流水灯镶嵌在圆柱形充电桩顶部圆周内测。灯的流向方向代表电能的传动方向，流动速度代表当前充电的倍率，因为考虑到实际充电分为快充和慢充两种充电速率。[0032]所述减速器(一级)14与原车减速器I :1尺寸制造，在减速器输出轴壳体内侧周镶嵌一组蓝色LED灯，LED点亮表示减速器正在传递力矩到后轴上，LED熄灭代表减速器没有将力矩传递出去。[0033]所述高压交流线束的内径采用与原车线束I :1尺寸制造，分别有两组独立的交流线束，每组线束由三根动力电线组成。这两组交流线束分别代表逆变器到ISG的连接线束和逆变器到TM电机的连接线束。每组线束内部都含有橙色的LED流水灯。灯的流向方向代表电能的传动方向，当从逆变器流向TM电机的时候表示TM电机正在将电能转化为整车前进的动能；当从TM电机流向逆变器时表示TM电机正在将整车的前进动能转化为电能。[0034]所述高压直流线束的内径采用与原车线束I :1尺寸制造，分别有三组独立的高压直流线束，每组线束由两根动力电线组成。这三组高压直流线束分别是锂电池到逆变器连接线，锂电池到电空调压缩机连接线，锂电池到充电桩的连接线。每组线束内部都含有橙色的LED流水灯。灯的流向方向代表电能的传动方向，当从逆变器流向锂电池的时候表示正在将制动能量回收得到的电能存储到锂电池；当从锂电池到逆变器的时候，表示电能正在从锂电池流向逆变器。当从充电桩流向锂电池的时候，表示电能正在从电网流向锂电池。[0035]所述低压直流线束的内径采用与原车线束I :1尺寸制造，管路模型内嵌橙色LED 流水灯，当从逆变器流向蓄电池的时候表示逆变器中的DCDC正在给12V蓄电池充电。[0036]所述LED控制器5和多通道音箱4都是HIL测试上位机的多媒体应用软件的驱动模块和执行器，多媒体软件中的接口文件或函数的调用将会通过PC机串口端子的低压电信号输入给LED控制器5，再由LED控制器5驱动各路LED灯按指定的要求运行。多媒体软件通过多通道音箱将各执行器的模拟噪音播放出来。各个执行器件在不同转速和工况下的噪音会事先在实车上录制下来，当在HIL测试中，根据某个执行器所处的工况会自动调用相应的音频文件进行播放，完全零部件噪音的还原。[0037]工作时，LED控制器5通过串口数据线与HIL测试上位机I进行通讯，HIL测试上位机I通过网线与HIL实时运算装置6进行通讯，HIL实时运算装置6将实时测试中各控制器(电池控制器7、电机控制器8、变速箱控制器9、发动机控制器10、整车控制器11)及执行器模型计算出来的当前运行状态信息发送给HIL测试上位机1，HIL测试上位机I单独运行的多媒体应用软件根据当前的界面输入需求将最后的控制指令发送给LED控制器5，LED 控制器5会驱动所有的混合动力总成3中的各个部件机器内部的LED灯实现各自的声音和灯光的控制。其详细的LED等颜色控制定义表格如下[0038]表I本实用新型的模型内置LED灯颜色及引脚控制定义表格[0039]
权利要求1.一种LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统，包括HIL测试上位机(I)、被测对象动力总成(2)和混合动力总成(3)，其特征在于所述HIL测试上位机(I)分别与多声道音响(4)、LED控制器(5)和HIL实时运算装置(6)连接，LED控制器(5)与混合动力总成(3)连接，HIL实时运算装置(6)与被测对象动力总成(2)连接。
2.根据权利要求I所述的LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统，其特征在于所述被测对象动力总成(2)包括电池控制器(7)、电机控制器(8)、变速箱控制器(9)、发动机控制器(10)和整车控制器(11)。
3.根据权利要求I或2所述的LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统，其特征在于所述混合动力总成(3 )包括汽车底板(12 )，汽车底板(12 )上设有电空调(13 )、减速器(14)和逆变器(15)，所述电空调(13)与锂离子电池器(16)连接，锂离子电池器(16)分别与逆变器(15)和充电桩(17)连接，逆变器(15)分别与蓄电池(18)、驱动电机(19)和发电机(20)连接，驱动电机(19)通过与减速器(14)连接，发电机(20)分别与发动机(21)和变速箱(22)连接。
4.根据权利要求3所述的LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统，其特征在于所述电空调(13)、减速器(14)、逆变器(15)、锂离子电池器(16)、充电桩(17)、蓄电池(18 )、驱动电机(19 )、发电机(20 )、发动机(21)和变速箱(22 )的内部均嵌有LED灯。
专利摘要本实用新型涉及一种LED多媒体辅助混合动力总成硬件在环测试系统，包括HIL测试上位机、被测对象动力总成和混合动力总成，所述HIL测试上位机分别与多声道音响、LED控制器和HIL实时运算装置连接，LED控制器与混合动力总成连接，HIL实时运算装置与被测对象动力总成连接。所述被测对象动力总成包括电池控制器、电机控制器、变速箱控制器、发动机控制器和整车控制器。本实用新型的有益效果为使用LED多媒体控制系统将语音解说和内嵌LED的零部件模型运行状态指示完全有效的应用于HIL测试系统。
文档编号G05B23/02GK202815581SQ201220446320
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者崔海龙, 高史贵 申请人:北京智行鸿远汽车技术有限公司