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CN112964985B - 一种电驱系统与动力电池系统的联合测试系统及方法 - Google Patents

一种电驱系统与动力电池系统的联合测试系统及方法 Download PDF

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CN112964985B CN202110203769.3A CN202110203769A CN112964985B CN 112964985 B CN112964985 B CN 112964985B CN 202110203769 A CN202110203769 A CN 202110203769A CN 112964985 B CN112964985 B CN 112964985B
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Abstract

本发明公开了一种电驱系统与动力电池系统的联合测试系统及方法，其利用电动效率ηed、发电效率ηpg与动力电池系统的可用放电功率Pdischar、可用充电功率Pchar，计算动力电池系统允许电机运行的最大电动功率Ped和最大发电功率Ppg，并转化成动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted和最大发电扭矩Tpg，根据Ted、Tpg与预设的电机电动扭矩设计值Tdes1、电机发电扭矩设计值Tdes2的比较结果对电动扭矩、发电扭矩进行限制，其避免了因中间转换效率差异而导致电池出现过放或过充的问题出现，避免了电池损坏，保证了动力电池系统与电驱系统的联合测试的正常开展，并且也保证了测试结果的准确性。

Description

一种电驱系统与动力电池系统的联合测试系统及方法
技术领域
本发明属于电驱系统试验领域，具体涉及一种电驱系统与动力电池系统的联合测试系统及方法。
背景技术
随着国内新能源汽车研发逐步成熟，针对新能源汽车的电驱系统、动力电池系统的测试验证技术已相对成熟。电驱系统和动力电池系统作为新能源汽车的核心动力系统，目前尚无一种简便有效的方法对两套系统间的配合进行测试，若使用整车控制器对两套系统进行控制测试，则需屏蔽整车控制器上大量的无用控制逻辑或信号检测，过程复杂、耗时长，且无法有效复现某种特定工况下的电池、电驱间的配合问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种电驱系统与动力电池系统的联合测试系统及方法，以实现电驱系统与动力电池系统的配合测试，避免电池出现过放或过充问题。
本发明所述的电驱系统与动力电池系统的联合测试系统，包括电驱系统、动力电池系统和测功机系统，测功机系统与电驱系统连接，电驱系统与动力电池系统连接；该联合测试系统还包括单片机系统和计算机，单片机系统与电驱系统、动力电池系统、测功机系统连接，计算机与单片机系统连接。
本发明所述的电驱系统与动力电池系统的联合测试方法，采用上述联合测试系统，该联合测试方法包括：
在满足测试工况的条件下，单片机系统根据当前电机转速和当前电池电压查询转速-电压-电动效率表，得到电驱系统中的电机的电动效率ηed，根据当前电机转速和当前电池电压查询转速-电压-发电效率表，得到电驱系统中的电机的发电效率ηpg；其中，所述转速-电压-电动效率表为标定得到的电机转速、电池电压与电动效率的对应关系表，所述转速-电压-发电效率表为标定得到的电机转速、电池电压与发电效率的对应关系表；
单片机系统获取当前动力电池系统的可用放电功率Pdischar和可用充电功率Pchar，并利用公式：Ped=Pdischar*ηed ，Ppg=Pchar/ηpg计算动力电池系统允许电机运行的最大电动功率Ped和最大发电功率Ppg；
单片机系统利用公式：Ted =9550*Ped /n ，Tpg =9550*Ppg /n计算动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted和最大发电扭矩Tpg；其中，n为当前电机转速；
单片机系统将动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted与预设的电机电动扭矩设计值Tdes1进行比较，如果Ted＞Tdes1，则将预设的电机电动扭矩设计值Tdes1发送至电驱系统进行电动扭矩限制；如果Ted≤Tdes1，则将动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted发送至电驱系统进行电动扭矩限制；
单片机系统将动力电池系统允许电机运行的最大发电扭矩Tpg与预设的电机发电扭矩设计值Tdes2进行比较，如果Tpg＞Tdes2，则将预设的电机发电扭矩设计值Tdes2发送至电驱系统进行发电扭矩限制；如果Tpg≤Tdes2，则将动力电池系统允许电机运行的最大发电扭矩Tpg发送至电驱系统进行发电扭矩限制；
单片机系统将获取的测功机系统的相关参数信息、电驱系统的相关参数信息和动力电池系统的相关参数信息发送给计算机进行存储，用于后续试验数据分析。
由于新能源汽车上动力电池系统除满足电驱系统的功率需求，还需满足车上其他用电器的功率需求，故动力电池系统的可用充电、放电功率往往大于电驱系统的需求功率；因此，上述方法中需要将动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted、最大发电扭矩Tpg分别与预设的电机电动扭矩设计值Tdes1、电机发电扭矩设计值Tdes2进行比较，以作为电动扭矩、发电扭矩限制标准。
优选的，如果当前电池电量在预设的电量阈值范围内，则表示满足测试工况。
优选的，所述测功机系统的相关参数信息包括测功机系统的转速、测功机系统的转矩，所述电驱系统的相关参数信息包括电机转速、电机发电扭矩、电机电动扭矩、电机温度和IGBT温度，所述动力电池系统的相关参数信息包括电池电压、电池电流、电池电量和电池温度。
本发明具有如下效果：
（1）实现了电驱系统与动力电池系统（真实电池包）的联合测试，能充分验证电驱系统与动力电池系统的鲁棒性。
（2）利用电动效率ηed、发电效率ηpg与动力电池系统的可用放电功率Pdischar、可用充电功率Pchar，计算动力电池系统允许电机运行的最大电动功率Ped和最大发电功率Ppg，并转化成动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted和最大发电扭矩Tpg，根据Ted、Tpg与预设的电机电动扭矩设计值Tdes1、电机发电扭矩设计值Tdes2的比较结果对电动扭矩、发电扭矩进行限制，其避免了因中间转换效率差异而导致电池出现过放或过充的问题出现，避免了电池损坏，保证了动力电池系统与电驱系统的联合测试的正常开展，并且也保证了测试结果的准确性。
附图说明
图1为电驱系统与动力电池系统的联合测试系统原理框图。
图2为本发明中单片机系统的处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1所示，电驱系统与动力电池系统的联合测试系统包括电驱系统1、动力电池系统2、测功机系统3、单片机系统4和计算机5。测功机系统3与电驱系统1连接，电驱系统1与动力电池系统2连接；单片机系统4与电驱系统1、动力电池系统2、测功机系统3通过CAN总线连接通信，计算机5与单片机系统4通过RS232串口线连接通信。
如图2所示，电驱系统与动力电池系统的联合测试方法，采用如图1所示的联合测试系统，该联合测试方法中，单片机系统4执行的步骤包括：
第一步、判断是否满足测试工况（即判断当前电池电量是否在预设的电量阈值范围内），如果是，则执行第二步，否则结束；
第二步、根据当前电机转速和当前电池电压查询转速-电压-电动效率表，得到电驱系统中的电机在当前电机转速和当前电池电压条件下的电动效率ηed；根据当前电机转速和当前电池电压查询转速-电压-发电效率表，得到电驱系统中的电机在当前电机转速和当前电池电压条件下的发电效率ηpg，然后执行第三步；其中，转速-电压-电动效率表为标定得到的电机转速、电池电压与电动效率的对应关系表（已存储在单片机系统4中），转速-电压-发电效率表为标定得到的电机转速、电池电压与发电效率的对应关系表（已存储在单片机系统4中）；
第三步、通过CAN总线获取当前动力电池系统的可用放电功率Pdischar和可用充电功率Pchar，并利用公式：Ped=Pdischar*ηed ，Ppg=Pchar/ηpg计算动力电池系统允许电机运行的最大电动功率Ped和最大发电功率Ppg，然后执行第四步；
第四步、利用公式：Ted =9550*Ped /n ，Tpg =9550*Ppg /n计算当前电机转速下动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted和最大发电扭矩Tpg，然后执行第五步；其中，n为当前电机转速；
第五步、判断当前电机转速下动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted是否大于当前电机转速下预设的电机电动扭矩设计值Tdes1，如果是，则执行第六步，否则执行第七步；
第六步、将当前电机转速下预设的电机电动扭矩设计值Tdes1发送至电驱系统进行电动扭矩限制，然后执行第八步；
第七步、将当前电机转速下动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted发送至电驱系统进行电动扭矩限制，然后执行第八步；
第八步、判断当前电机转速下动力电池系统允许电机运行的最大发电扭矩Tpg是否大于当前电机转速下预设的电机发电扭矩设计值Tdes2，如果是，则执行第九步，否则执行第十步；
第九步、将当前电机转速下预设的电机发电扭矩设计值Tdes2发送至电驱系统进行发电扭矩限制，然后执行第十一步；
第十步、将当前电机转速下动力电池系统允许电机运行的最大发电扭矩Tpg发送至电驱系统进行发电扭矩限制，然后执行第十一步；
第十一步、将（测试过程中）通过CAN总线获取的测功机系统的转速、测功机系统的转矩、电机转速、电机发电扭矩、电机电动扭矩、电机温度、IGBT温度、电池电压、电池电流、电池电量以及电池温度发送给计算机5进行存储，用于后续试验数据分析，然后返回执行第一步。

Claims (3)

1.一种电驱系统与动力电池系统的联合测试方法，采用的联合测试系统包括电驱系统（1）、动力电池系统（2）和测功机系统（3），测功机系统（3）与电驱系统（1）连接，电驱系统（1）与动力电池系统（2）连接；还包括单片机系统（4）和计算机（5），单片机系统（4）与电驱系统（1）、动力电池系统（2）、测功机系统（3）连接，计算机（5）与单片机系统（4）连接；
其特征在于，该方法包括：
在满足测试工况的条件下，单片机系统（4）根据当前电机转速和当前电池电压查询转速-电压-电动效率表，得到电驱系统中的电机的电动效率ηed，根据当前电机转速和当前电池电压查询转速-电压-发电效率表，得到电驱系统中的电机的发电效率ηpg；其中，所述转速-电压-电动效率表为标定得到的电机转速、电池电压与电动效率的对应关系表，所述转速-电压-发电效率表为标定得到的电机转速、电池电压与发电效率的对应关系表；
单片机系统（4）获取当前动力电池系统的可用放电功率Pdischar和可用充电功率Pchar，并利用公式：Ped=Pdischar*ηed ，Ppg=Pchar/ηpg计算动力电池系统允许电机运行的最大电动功率Ped和最大发电功率Ppg；
单片机系统（4）利用公式：Ted =9550*Ped /n ，Tpg =9550*Ppg /n计算动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted和最大发电扭矩Tpg；其中，n为当前电机转速；
单片机系统（4）将动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted与预设的电机电动扭矩设计值Tdes1进行比较，如果Ted＞Tdes1，则将预设的电机电动扭矩设计值Tdes1发送至电驱系统进行电动扭矩限制；如果Ted≤Tdes1，则将动力电池系统允许电机运行的最大电动扭矩Ted发送至电驱系统进行电动扭矩限制；
单片机系统（4）将动力电池系统允许电机运行的最大发电扭矩Tpg与预设的电机发电扭矩设计值Tdes2进行比较，如果Tpg＞Tdes2，则将预设的电机发电扭矩设计值Tdes2发送至电驱系统进行发电扭矩限制；如果Tpg≤Tdes2，则将动力电池系统允许电机运行的最大发电扭矩Tpg发送至电驱系统进行发电扭矩限制；
单片机系统（4）将获取的测功机系统的相关参数信息、电驱系统的相关参数信息和动力电池系统的相关参数信息发送给计算机（5）进行存储。
2.根据权利要求1所述的电驱系统与动力电池系统的联合测试方法，其特征在于：如果当前电池电量在预设的电量阈值范围内，则表示满足测试工况。
3.根据权利要求1或2所述的电驱系统与动力电池系统的联合测试方法，其特征在于：所述测功机系统的相关参数信息、电驱系统的相关参数信息和动力电池系统的相关参数信息包括测功机系统的转速、测功机系统的转矩、电机转速、电机发电扭矩、电机电动扭矩、电机温度、IGBT温度、电池电压、电池电流、电池电量以及电池温度。
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