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一種汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺，包括主控制模塊、發(fā)動機、發(fā)動機控制器、電動機、電機控制器、第一動力合成裝置、第二動力合成裝置、兩個飛輪、制動模擬模塊和與電動機連接的蓄電池，發(fā)動機和電動機與第一動力合成裝置的動力輸入端連接，第一動力合成裝置的動力輸出端與第二動力合成裝置的動力輸入端通過電磁離合器連接，第二動力合成裝置的動力輸出端分別與兩個飛輪連接，主控制模塊與發(fā)動機控制器、電機控制器、制動模擬模塊、蓄電池和離合器控制器電連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過加入發(fā)動機、設(shè)置兩個飛輪儲能元件、設(shè)置磁粉制動器等元件，使試驗臺能夠模擬更多的電動汽車運行工況，從而使試驗臺的實用性得到提高。
【專利說明】一種汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，能源短缺與環(huán)境污染是世界各國面臨的嚴峻問題。按照目前的使用速度，地球上的石油只能維持40年左右時間，也就是說以廉價的石油作為動力源的傳統(tǒng)汽車將來必然被淘汰，于是世界各國都致力于電動汽車的研發(fā)、生產(chǎn)及普及。但動力電池比功率低、比能量小、一次充電續(xù)駛里程短成為電動汽車的瓶頸技術(shù)。為了提高電動汽車一次充電續(xù)駛里程，當(dāng)前工程技術(shù)人員致力于電動汽車再生制動能量回收技術(shù)的研究。
[0003]目前，對電動汽車再生制動能量回收技術(shù)的研究實驗還是實車實驗為主，這造成了實驗成本高、實驗安全性低等不利因素的影響。雖然也有工程設(shè)計人員設(shè)計了一些再生制動試驗臺，但其結(jié)構(gòu)過于簡單，不能進行多種工況的電動汽車工況的模擬，使其應(yīng)用受到限制。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是一種能夠模擬多種工況的汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺，包括主控制模塊、發(fā)動機、發(fā)動機控制器、電動機、電機控制器、第一動力合成裝置、第二動力合成裝置、兩個飛輪、制動模擬模塊和與電動機連接的蓄電池，發(fā)動機和電動機與第一動力合成裝置的動力輸入端連接，第一動力合成裝置的動力輸出端與第二動力合成裝置的動力輸入端通過電磁離合器連接，第二動力合成裝置的動力輸出端分別與兩個飛輪連接，主控制模塊與發(fā)動機控制器、電機控制器、制動模擬模塊、蓄電池和離合器控制器電連接。
[0006]所述制動模擬模塊包括滑線變阻器、張力控制器和磁粉制動器，張力控制器與滑線變阻器和所述主控制模塊電連接，磁粉制動器設(shè)在張力控制器和所述飛輪之間。
[0007]所述發(fā)動機和電動機與所述第一動力合成裝置的動力輸入端之間設(shè)有電磁離合器，電磁離合器與離合器控制器電連接。
[0008]所述主控制模塊為內(nèi)置有數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的PC機。
[0009]本實用新型采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過加入發(fā)動機、設(shè)置兩個飛輪儲能元件、設(shè)置磁粉制動器等元件，使試驗臺能夠模擬更多的電動汽車運行工況，從而使試驗臺的實用性得到提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型試驗臺的原理示意圖；
[0011]上述圖中的標記均為:1、第一磁粉制動器；2、第一飛輪；3、第二動力合成裝置；4、第二飛輪；5、第二磁粉制動器；6、第一電磁離合器；7、第一動力合成裝置；8、第一張力控制器；9、第一滑線變阻器；10、第二張力控制器；11、第二滑線變阻器；12、第二電磁離合器；13、發(fā)動機；14、第三電磁離合器；15、電動機；16、電機控制器；17、蓄電池；18、電池控制器；19、離合器控制器；20、主控制模塊；21、發(fā)動機控制器。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本實用新型一種汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺，包括主控制模塊20、發(fā)動機13、發(fā)動機控制器21、電動機15、電機控制器16、第一動力合成裝置7、第二動力合成裝置3、兩個飛輪、制動模擬模塊和與電動機15連接的蓄電池17，發(fā)動機13和電動機15與第一動力合成裝置7的動力輸入端連接,第一動力合成裝置7的動力輸出端與第二動力合成裝置3的動力輸入端通過第一電磁離合器6連接，第二動力合成裝置3的動力輸出端分別與兩個飛輪連接，第一電磁離合器6受離合器控制器19控制進行分離和結(jié)合，主控制模塊20與發(fā)動機控制器21、電機控制器16、制動模擬模塊、蓄電池17和離合器控制器19電連接，以實現(xiàn)控制。
[0013]具體地說，發(fā)動機13和電動機15的輸出軸與第一動力合成裝置7的動力輸入端之間各設(shè)有一個電磁離合器，分別為第二電磁離合器12和第三電磁離合器14，第二電磁離合器12和第三電磁離合器14受離合器控制器19控制進行分離和結(jié)合，控制發(fā)動機13和電動機15的動力傳遞和中斷。電機控制器16用來調(diào)節(jié)作用在電動機15電樞兩端的平均電壓，控制電動機15在制動與電動模式之間的轉(zhuǎn)換，以此實現(xiàn)加減速。第一動力合成裝置7和第二動力合成裝置3為現(xiàn)有技術(shù)，主要依照差速器的原理，在實現(xiàn)差速的同時，第一動力合成裝置7塊可以實現(xiàn)混合動力驅(qū)動，第二動力合成裝置3可以保證在左右制動力轉(zhuǎn)速不一的情況將不同轉(zhuǎn)矩通過其合成一個轉(zhuǎn)矩送往電動機15，帶動電動機15旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。另外，在第二動力合成裝置3的動力輸出軸與飛輪之間還可以設(shè)置機械式無級變速器，該變速器其速比具有連續(xù)性，保證穩(wěn)定性的同時可以控制速比調(diào)控不定車速達到一定速度范圍，以保證電動機15的正常發(fā)電。
[0014]制動模擬模塊包括第一滑線變阻器9、第二滑行變阻器、第一張力控制器8、第二張力控制器10、第一磁粉制動器I和第二磁粉制動器5，第一張力控制器8與第一滑線變阻器9和主控制模塊20電連接,第一磁粉制動器I設(shè)在第一張力控制器8和第一飛輪2之間，第二張力控制器10與第二滑線變阻器11和主控制模塊20電連接，第二磁粉制動器5設(shè)在第二張力控制器10和第二飛輪4之間。實驗人員可以轉(zhuǎn)動第一滑線變阻器9和第二滑線變阻器11以模擬駕駛員制動信號，第一張力控制器8和第二張力控制器10用于將接收到的模擬制動信號發(fā)送至主控制模塊20，并分別通過第一磁粉制動器I和第二磁粉制動器5對第一飛輪2和第二飛輪4施加制動力。
[0015]主控制模塊20為內(nèi)置有數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的PC機，PC機將接收的信號進行處理，并向外發(fā)動指令。
[0016]如下為本試驗臺模擬的汽車運行工況。
[0017]實施例1純電動驅(qū)動工況再生制動能量回收的模擬:
[0018]主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第一電磁離合器6、第三電磁離合器14閉合，同時使第二電磁離合器12斷開；主控制模塊20發(fā)送命定給電機控制器16使其控制電動機15轉(zhuǎn)動，電動機15通過第二動力合成裝置3驅(qū)動第一動力合成裝置7，第一動力合成裝置7驅(qū)動第一飛輪2與第二飛輪4轉(zhuǎn)動，以模擬汽車的純電動驅(qū)動工況；實驗人員轉(zhuǎn)動第一滑線變阻器9、第二滑線變阻器11以模擬駕駛員制動信號；在第一張力控制器8與第二張力控制器10接收到模擬的駕駛員制動信號后，第一張力控制器8與第二張力控制器10將停止驅(qū)動命定發(fā)送給主控制模塊20，主控制模塊20發(fā)送命定給電機控制器16使電動機15轉(zhuǎn)入充電模式，同時，第一張力控制器8與第二張力控制器10根據(jù)模擬的駕駛員制動信號及預(yù)先設(shè)置控制算法進行運算后發(fā)送命定給第一磁粉制動器I和第二磁粉制動器5控制第一磁粉制動器I和第二磁粉制動器5的制動轉(zhuǎn)矩來模擬實驗電動汽車的機械制動效果；電池控制器18將采集到的蓄電池17上的充電電流與電壓發(fā)送給主控制模塊20，以存儲實驗數(shù)據(jù)。
[0019]實施例2發(fā)動機13單獨驅(qū)動工況再生制動能量回收的模擬:
[0020]主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第一電磁離合器6、第二電磁離合器12閉合，同時使第三電磁離合器14斷開；主控制模塊20發(fā)送命定給發(fā)動機控制器21使其控制發(fā)動機13轉(zhuǎn)動，發(fā)動機13通過第二動力合成裝置3驅(qū)動第一動力合成裝置7，第一動力合成裝置7驅(qū)動第一飛輪2與第二飛輪4轉(zhuǎn)動，以模擬發(fā)動機13單獨驅(qū)動工況；實驗人員轉(zhuǎn)動第一滑線變阻器9、第二滑線變阻器11以模擬駕駛員制動信號；在第一張力控制器8與第二張力控制器10接收到模擬的駕駛員制動信號后，第一張力控制器8與第二張力控制器10將停止驅(qū)動命定發(fā)送給主控制模塊20，主控制模塊20發(fā)送命定給發(fā)動機控制器21使發(fā)動機13停止轉(zhuǎn)動，同時，主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第一電磁離合器6、第三電磁離合器14閉合，同時使第二電磁離合器12斷開，同時,主控制模塊20發(fā)送命定給電機控制器16使電動機15轉(zhuǎn)入充電模式，同時，第一張力控制器8與第二張力控制器10根據(jù)模擬的駕駛員制動信號及預(yù)先設(shè)置控制算法進行運算后發(fā)送命定給第一磁粉制動器I和第二磁粉制動器5控制第一磁粉制動器I和第二磁粉制動器5的制動轉(zhuǎn)矩來模擬實驗電動汽車的機械制動效果；電池控制器18將采集到的蓄電池17上的充電電流與電壓發(fā)送給主控制模塊20，以存儲實驗數(shù)據(jù)。
[0021]實施例3混合驅(qū)動工況再生制動能量回收的模擬:
[0022]主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第一電磁離合器6、第二電磁離合器12、第三電磁離合器14閉合；主控制模塊20發(fā)送命定給發(fā)動機控制器21使其控制發(fā)動機13轉(zhuǎn)動，同時，主控制模塊20發(fā)送命定給電機控制器16使其控制電動機15轉(zhuǎn)動，發(fā)動機13和電動機15同時工作,通過第二動力合成裝置3驅(qū)動第一動力合成裝置7，第一動力合成裝置7驅(qū)動第一飛輪2與第二飛輪4轉(zhuǎn)動，以模擬混合驅(qū)動工況；實驗人員轉(zhuǎn)動第一滑線變阻器9、第二滑線變阻器11以模擬駕駛員制動信號；在第一張力控制器8與第二張力控制器10接收到模擬的駕駛員制動信號后，第一張力控制器8與第二張力控制器10將停止驅(qū)動命定發(fā)送給主控制模塊20，主控制模塊20發(fā)送命定給發(fā)動機控制器21和電機控制器16使發(fā)動機13和電動機15停止轉(zhuǎn)動，同時，主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第一電磁離合器6、第三電磁離合器14繼續(xù)閉合，同時使第二電磁離合器12斷開，同時，主控制模塊20發(fā)送命定給電機控制器16使電動機15轉(zhuǎn)入充電模式，同時，第一張力控制器8與第二張力控制器10根據(jù)模擬的駕駛員制動信號及預(yù)先設(shè)置控制算法進行運算后發(fā)送命定給第一磁粉制動器I和第二磁粉制動器5控制第一磁粉制動器I和第二磁粉制動器5的制動轉(zhuǎn)矩來模擬實驗電動汽車的機械制動效果；電池控制器18將采集到的蓄電池17上的充電電流與電壓發(fā)送給主控制模塊20，以存儲實驗數(shù)據(jù)。
[0023]實施例4停車充電工況的模擬:
[0024]主控制模塊20發(fā)送命定給離合器控制器19使其控制第二電磁離合器12、第三電磁離合器14閉合，同時使第一電磁離合器6斷開；主控制模塊20發(fā)送命定給發(fā)動機控制器21使其控制發(fā)動機13轉(zhuǎn)動，同時，主控制模塊20發(fā)送命定給電機控制器16使電動機15轉(zhuǎn)入充電模式，以模擬停車充電工況，電池控制器18將采集到的蓄電池17上的充電電流與電壓發(fā)送給主控制模塊20，以存儲實驗數(shù)據(jù)。
[0025]上面結(jié)合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺，其特征在于:包括主控制模塊、發(fā)動機、發(fā)動機控制器、電動機、電機控制器、第一動力合成裝置、第二動力合成裝置、兩個飛輪、制動模擬模塊和與電動機連接的蓄電池，發(fā)動機和電動機與第一動力合成裝置的動力輸入端連接，第一動力合成裝置的動力輸出端與第二動力合成裝置的動力輸入端通過電磁離合器連接，第二動力合成裝置的動力輸出端分別與兩個飛輪連接，主控制模塊與發(fā)動機控制器、電機控制器、制動模擬模塊、蓄電池和離合器控制器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺，其特征在于:所述制動模擬模塊包括滑線變阻器、張力控制器和磁粉制動器，張力控制器與滑線變阻器和所述主控制模塊電連接，磁粉制動器設(shè)在張力控制器和所述飛輪之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺，其特征在于:所述發(fā)動機和電動機與所述第一動力合成裝置的動力輸入端之間設(shè)有電磁離合器，電磁離合器與離合器控制器電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車再生制動能量回收系統(tǒng)模擬試驗臺，其特征在于:所述主控制模塊為內(nèi)置有數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)的PC機。
【文檔編號】G01M17/007GK203629834SQ201320792328
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】肖平, 張宏, 張弛, 田麗, 高洪, 戴劍, 孫衛(wèi)強, 于濱 申請人:安徽工程大學(xué)