[发明专利]一种模拟实际驾驶工况的车载燃料电池振动试验系统

说明书

本发明涉及一种模拟实际驾驶工况的车载燃料电池振动试验系统，用于模拟实际驾驶工况下车载燃料电池振动状态的复现，该系统包括垂向振动信号实时发生单元、振动执行单元、数据采集单元和控制单元，所述的垂向振动信号实时发生单元模拟在不同车速及路面不平度状态下车载燃料电池的垂向振动目标信号，所述的振动执行单元产生垂向振动，所述的数据采集单元采集振动执行单元的垂向振动实际信号，所述的控制单元根据所述的垂向振动目标信号和垂向振动实际信号对振动执行单元进行跟踪控制，进而振动执行单元对所述的垂向振动目标信号进行振动复现。与现有技术相比，本发明实用性强、操作简洁、不受气候环境限制的影响，并且可以对真实驾驶情况进行复现。

技术领域

本发明涉及一种车载燃料电池振动试验系统，尤其是涉及一种模拟实际驾驶工况的车载燃料电池振动试验系统。

背景技术

燃料电池汽车由于其高效率、零排放等优势，成为了未来汽车工业发展的一个重要方向。国内外学者在研究中发现燃料电池汽车的道路行驶环境的适应性问题，即实际道路行驶工况下，由于路面的不平度激励、行驶车速的变化等因素，对燃料电池系统整体及其部件的性能等产生了较为显著的影响，与试验室内静态测试结果相比车辆经济性、动力性产生明显的衰退。针对实车测试容易受到外界干扰、试验的重复性差、成本高的现状，有必要设计一个燃料电池系统的振动试验系统，用于模拟其在路面激励下各种行驶工况中的振动情况，从而便于对车载燃料电池在道路行驶振动环境下的性能变化情况进行研究。

当前传统的道路模拟的控制方法属于随机振动控制，以RPC(远程参数控制)技术为代表的采用离线迭代的方式，需要在正式试验前花较长时间来迭代计算目标振动信号对应的驱动信号，这种控制策略不具有实时性，对于系统可能存在的时变和非线性的适应效果较差；其次，传统随机振动控制策略采用频谱均衡的思想，无法对非平稳信号实现在线分析和实时复现。再者，这种振动复现方法没有考虑车辆和路面模型，往往需要提前采集振动信号并进行分析处理，无法在试验室内任意的变化车速，与实际的驾驶情况有较大出入。

专利CN101498615A展示了一种电动式道路模拟试验台，其采用伺服电机的旋转运动作为驱动源，由丝杠转化为直线运动模拟垂向振动，结构较为复杂，而且无法实现任意车速下实时振动环境的模拟。

专利CN102788702A展示了一种用于整车试验的道路模拟试验台，其研究目标是传统汽车在温度湿度气压及路面振动的环境下的整车的可靠性试验，无法进行车用燃料电池系统的振动复现的试验。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种模拟实际驾驶工况的车载燃料电池振动试验系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种模拟实际驾驶工况的车载燃料电池振动试验系统，用于模拟实际驾驶工况下车载燃料电池振动状态的复现，该系统包括垂向振动信号实时发生单元、振动执行单元、数据采集单元和控制单元，所述的垂向振动信号实时发生单元模拟在不同车速及路面不平度状态下车载燃料电池处的垂向振动目标信号，所述的振动执行单元产生垂向振动，所述的数据采集单元采集振动执行单元的垂向振动实际信号，所述的控制单元根据所述的垂向振动目标信号和垂向振动实际信号对振动执行单元进行跟踪控制，进而振动执行单元对所述的垂向振动目标信号进行振动复现。

所述的垂向振动信号实时发生单元包括驾驶模拟器和上位机，所述的驾驶模拟器连接所述的上位机，所述的驾驶模拟器用于驾驶模拟操作，所述的上位机设有车速计算模块、路面不平整度储存模块和垂向振动目标信号计算模块，所述的车速计算模块根据驾驶模拟器的驾驶状态信息计算实时车速，所述的路面不平整度储存模块存储路面不平整度信息，所述的垂向振动目标信号计算模块根据实时车速和当前路面不平整度信息计算车载燃料电池处的垂向振动目标信号。

所述的驾驶状态信息包括驾驶模拟器采集的油门开度和制动踏板力度。