[发明专利]电动车辆动力总成续驶里程测试装置及其测试方法

权利要求书

1.电动车辆动力总成续驶里程测试装置，与电动车辆的试验台架配合使用，其特征在于：包括可拆卸安装于所述试验台架上的电动车辆驱动桥，所述电动车辆驱动桥传动连接有驱动电机，所述驱动电机电连接有电机控制器，所述电机控制器电连接至电池装置，与所述驱动电机对应设有驱动电机运行参数监控装置；所述电动车辆驱动桥的两端分别传动连接有测功电机，两所述测功电机分别连接至里程测试控制装置。

2.如权利要求1所述的电动车辆动力总成续驶里程测试装置，其特征在于：所述驱动电机运行参数监控装置包括并联在所述电机控制器两端的功率分析仪，设于所述驱动电机动力输出端的驱动电机扭矩转速传感器。

3.如权利要求2所述的电动车辆动力总成续驶里程测试装置，其特征在于：所述里程测试控制装置包括安装于所述测功电机上的测功电机扭矩传感器和编码器，所述测功电机扭矩传感器和所述编码器分别信号连接至里程测试上位机，所述里程测试上位机连接有移动电源小车，所述移动电源小车连接至CAN总线，所述CAN总线连接至所述电机控制器。

4.如权利要求3所述的电动车辆动力总成续驶里程测试装置，其特征在于：所述移动电源小车包括移动车体，所述移动车体内设有电源模块和CAN通讯模块，所述CAN通讯模块一端信号连接至所述里程测试上位机，所述CAN通讯模块另一端信号连接至所述CAN总线。

5.如权利要求3所述的电动车辆动力总成续驶里程测试装置，其特征在于：所述电池装置包括电池包，所述电池包电连接至电池配电单元。

6.如权利要求5所述的电动车辆动力总成续驶里程测试装置的测试方法，与所述试验台架配合使用，其特征在于：包括以下步骤，

ST₁、安装测试样件

将所述电动车辆驱动桥传动连接在所述驱动电机的动力输出端，并在所述驱动电机的输出端安装固定所述驱动电机扭矩转速传感器，在所述驱动电机的输入端依次电连接所述电机控制器和所述电池装置，将所述功率分析仪连接在所述电机控制器的两端；

在所述电动车辆驱动桥的两端分别连接所述测功电机，且在各所述测功电机与所述电动车辆驱动桥之间分别设置所述测功电机扭矩传感器和所述编码器，并将所述测功电机扭矩传感器和所述编码器信号连接至所述里程测试上位机；将所述里程测试上位机与所述移动电源小车信号连接，利用所述CAN总线连接所述移动电源小车、所述电机控制器与所述电池包；

ST₂、通讯协议编写

根据所述电机控制器的通讯协议编写DBC文件；

ST₃、通讯设置

将编写的所述DBC文件导入所述里程测试上位机并配置CAN通道，实现所述电机控制器与所述里程测试上位机的信号连接，将所述里程测试上位机与所述测功电机通讯连接；

ST₄、设置整车参数

查询测试电动车辆的设计信息，获取测试电动车辆的整车参数测试质量m、重力加速度g、轮胎半径R、设定车轮的滚动阻力系数f、空气阻力系数C_D、迎风面积A、旋转质量换算系数δ、驱动桥速比i、制动能量回收电池包电量限值S0C_回收、制动能量回收车速限值V_回收和截止测试电池包电量限值S0C_截止，将上述参数输入至所述里程测试上位机内，完成参数设置；

ST₅、设置测试工况参数

ST_5-1、设置测试电动车辆的续驶里程目标工况，确定各续驶里程目标工况相应的目标工况车速，并将上述对应的数据输入至所述里程测试上位机内；

ST_5-2、将测试电动车辆在台架测试阶段制定的整车总制动参数图表输入至所述里程测试上位机，所述整车总制动参数图表中X轴为总制动扭矩，Y轴为刹车踏板开度；

将测试电动车辆在台架试验阶段制定的制动能量回收扭矩参数图表输入至所述里程测试上位机，所述制动能量回收扭矩参数图表中X轴为车速，Y轴为刹车踏板开度，Z轴为制动扭矩；

ST₆、开始测试

ST_6-1、通过所述里程测试上位机设置测试坡度θ(公式中会用到该参数，建议保留)，在测试过程中，所述里程测试上位机实时获取电池包的实时电量值S0C，所述里程测试上位机根据设定的续驶里程目标工况获取目标工况车速，并与所述测功电机通讯，将设定的续驶里程目标工况输送至所述测功电机，所述测功电机通过自带的变频控制系统控制其轮端转速，所述测功电机的轮端转速计算公式为：

式中，ω为轮端转速，单位为r/min；

V为目标工况车速，单位为km/h；

R为测试电动车辆的轮胎半径，单位为m；

ST_6-2、通过所述里程测试上位机根据设定的续驶里程目标工况，计算所述驱动电机的需求扭矩，获取模拟行驶阻力，具体计算公式为：

式中，M为所述驱动电机的需求扭矩，单位是N·m；

F_t为模拟行驶阻力，单位为N；

R为测试电动车辆的轮胎半径，单位为m；

mgsinθ为坡道阻力，单位为N，其中m为测试电动车辆的质量，单位为kg，g为重力加速度，单位为m/s²，θ为测试坡度，单位为°；

mgfcosθ为摩擦阻力，单位为N，其中m为测试电动车辆的质量，单位为kg，g为重力加速度，单位为m/s²，f为车轮的滚动阻力系数，θ为测试坡度，单位为°；

为风阻，单位为N，其中C_D为空气阻力系数，A为迎风面积，单位为m²，V为目标工况车速，单位为km/h；

为加速阻力，单位为N，其中δ为旋转质量换算系数，m为测试电动车辆的质量，单位为kg，V为目标工况车速，单位为km/h；

ST_6-3、根据所述驱动电机的需求扭矩的计算值选择发送至所述电机控制器的具体数值，

当M≥0时，所述驱动电机的需求扭矩的实际计算值即为模拟阻力扭矩，所述里程测试上位机将所述驱动电机的需求扭矩的实际计算值发送至所述电机控制器，驱动所述驱动电机输出相应的阻力扭矩，实现道路模拟，消耗所述电池包内的电量；

当M＜0时，且电池包的实时电量值S0C＞制动能量回收电池包电量限值S0C_回收或目标工况车速V＜制动能量回收车速限值V_回收时，所述里程测试上位机将所述驱动电机的需求扭矩置为0，发送至所述电机控制器；

当M＜0时，电池包的实时电量值S0C≤制动能量回收电池包电量限值S0C_回收且目标工况车速V≥制动能量回收车速限值V_回收时，所述里程测试上位机通过计算值判断当前车速，并查询所述整车总制动参数图表获取当前刹车踏板开度，根据当前车速和当前刹车踏板开度，查询所述制动能量回收扭矩参数表，获取制动扭矩值Z，发送至所述电机控制器，控制所述驱动电机输出阻力扭矩；

获取各所述续驶里程目标工况测试对应初始时刻的实际速度，并存储至所述里程测试上位机，即在所述里程测试上位机中分别记录测试时刻t₁、t₂、……t_n，并记录上述测试时刻对应的实际车度V₁、V₂……V_n，同时所述里程测试上位机计算获取各测试阶段对应的测试时间段Δt₁、Δt₂、……Δt_n；

ST₇、测试结束

当所述里程测试上位机判断电池包的实时电量值S0C＝截止测试电池包电量限值S0C_截止时，测试结束；

ST₈、里程计算

续驶里程的计算公式为：

S＝S₁+S₂+……+S_n＝V₁Δt₁+V₂Δt₂+……+V_nΔt_n

式中，S为续驶里程；

S₁、S₂……S_n为续驶里程目标工况测试阶段Δt时间内的实际行驶里程；

V₁、V₂……V_n为续驶里程目标工况测试阶段t时刻对应的实际车速。

7.如权利要求6所述的电动车辆动力总成续驶里程测试装置的测试方法，其特征在于：所述测试时间段Δt₁、Δt₂……Δt_n分别设置为0.05s。