纯电动汽车动力总成试验技术研究与测控系统开发

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纯电动汽车驱动电机与变速器集成的新型动力总成系统机械连接紧密,具有功率密度高、调速范围广等特点。作为动力传动系统的重要组成部分,它通过驱动电机调速与变速器换挡点的调节,优化动力系统的功率输出,满足纯电动汽车的加速、减速、爬坡、制动等多种行驶状态,其性能参数、控制精度对于整个车辆的动力性、经济性、舒适性有着至关重要的影响。在关键零部件的开发过程中,建立试验平台对动力总成系统的精准测控显得举足轻重,缩短了动力总成系统的研发周期、降低了开发测试风险。本文参考传统动力传动系统评价方法,以驱动电机与变速器集成的新型动力总成系统为研究对象,提出了一种针对其驱动性能的评价方法。本文在评价方法的设计分析中,利用层次分析法,选取对动力驱动系统有较大影响的峰值功率温升、额定功率下最高工作效率、传动比密度、高效率区间率、转矩控制精度、最大工作转速与峰值转矩七个评价指标,确定各指标的对应权重,建立针对该类型总成的评价公式,以此对其性能进行计分评价。本文以试验技术方法为基础,根据评价体系指标的需求,对该新型驱动总成试验平台测控系统进行了需求分析和整体规划等细致的研究,详细阐述了试验平台机械系统结构与电气测试与控制系统,设计了试验平台的硬件结构及连接,分析了测控系统的主要控制方式,将电气测控系统分为实时控制、现场通讯及数据采集详细说明,确定了转速、转矩、电压、电流等参数的采集方式,并根据主要硬件组成的作用要求明确了具体型号及技术参数。本文以LABVIEW和PLC为程序设计核心,设计了测控系统的上位机与下位机控制程序。利用OPC技术,实现了上位机与下位机的通讯,在软件中编程以实现变频器、测功机的通讯和精确控制功能;基于LABVIEW分析软件主要设计流程,绘制了操作主界面,利用并行线程执行循环技术,完成了上位机程序主要功能的模块化设计。通过以上软件程序的设计,实现相关技术的应用。本文依据动力总成系统组成及指标测试需求,设计测控系统的试验,包括高效工作区、最高工作转速、峰值转速、最高效率、转矩控制精度、温升等。经过以上试验结果,证明设计的试验平台测控系统可以测试纯电动汽车动力总成系统的性能,具有较好的可靠性,对试验数据的结果分析,验证了该评价方法的可行性。
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