一種基于行駛工況的電動汽車再生制動系統(tǒng)測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動汽車領(lǐng)域中的再生制動測試方法，具體涉及一種基于行駛工況的 電動汽車再生制動系統(tǒng)測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在能源危機和環(huán)境污染更加惡化的今天，發(fā)展電動汽車顯得尤為重要。與傳統(tǒng)車 輛相比，電動汽車可以通過再生制動回收再利用一部分能量，提高能源利用率。續(xù)駛里程是 衡量電動汽車性能的關(guān)鍵性指標，再生制動可以回收制動過程的部分能量，并在驅(qū)動過程 中將能量釋放出來，可以很好地延長續(xù)駛里程。
[0003] 與傳統(tǒng)汽車相比，配備再生制動系統(tǒng)的電動汽車在制動過程中可將部分制動能量 轉(zhuǎn)化為機械能和電能，最終以化學(xué)能的形式存儲到動力電池中，從而提高電動汽車能量利 用率和續(xù)航里程等。而配有再生制動系統(tǒng)的電動汽車在特定行駛工況下的續(xù)時里程及再生 制動效率是電動汽車的重要性能指標之一。要在實車上測量配有再生制動系統(tǒng)的電動汽車 不僅需要在專門的實驗場地，而且需要較高的控制方法，使其能按照標準形式工況行駛。本 發(fā)明中，對電動汽車牽引及制動的測試在實驗臺架上進行，可以模擬汽車實際的行駛工況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于行駛工況的電動汽車再生制動系統(tǒng)測試方法，用 戶可以根據(jù)自己電動汽車整車參數(shù)以及自定義行駛工況在室內(nèi)完成續(xù)駛里程、能耗、再生 制動回饋能量等測試和評估。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0005] -種基于行駛工況的電動汽車再生制動系統(tǒng)測試方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟1，配置實驗參數(shù)；包括：首先打開本測試平臺的上位機界面，然后根據(jù)再生 制動系統(tǒng)實驗需要，配置實驗車的參數(shù)，如果已存在實驗車的參數(shù)，直接選擇實驗車參數(shù)即 可；
[0007] 步驟2,選擇實驗工況；根據(jù)再生制動系統(tǒng)實驗需要進行配置、選擇測試平臺中默 認的循環(huán)工況，或者將新的EXCEL格式的實驗工況導(dǎo)入到上位機中；
[0008] 步驟3,打開通訊接口，選擇所需要的通訊接口，如果上位機沒有顯示可用的通訊 接口，檢查通訊線路、確保通訊線路正常工作后再次選擇所需通訊接口；
[0009] 步驟4,進行臺架工況測試；包括：通過上位機與加速及制動控制器實時互傳數(shù) 據(jù)，上位機獲取當前臺架驅(qū)動軸的車速，程序以每個時間點的目標車速和實際車速的差值 為對象，采用速度調(diào)控系統(tǒng)調(diào)控加速踏板和制動踏板的需求電壓值，使實際車速和目標車 速盡量達到一致；
[0010] 整個循環(huán)工況結(jié)束后，根據(jù)需要選擇數(shù)據(jù)保存的路徑和格式；
[0011] 步驟5,結(jié)果分析；包括：根據(jù)步驟4保存的數(shù)據(jù)，分析電流、電壓、電池S0C、溫度 以及續(xù)駛里程數(shù)據(jù)，評估是否達到再生制動系統(tǒng)測試的要求，并且可以根據(jù)評估結(jié)果對程 序做出修改。
[0012] 進一步地，所述步驟1中的實驗車的參數(shù)具體包括：整車質(zhì)量、制動力矩、循環(huán)次 數(shù)、電流系數(shù)、電壓系數(shù)。
[0013] 進一步地，所述步驟3中的通訊接口包括：USB接口和CAN總線接口；所述USB接 口用于上位機與加速及制動控制器之間的通信連接，所述CAN總線接口用于加速及制動控 制器與電機控制器以及動力電池組之間的通信連接。
[0014] 進一步地，所述步驟4還包括：上位機實時地顯示電機母線電流、電池電壓、電池 S0C、車速以及加速占空比與制動占空比信息；所述電機母線電流、電池電壓、電池S0C、車 速以及加速占空比信息均由汽車電池管理系統(tǒng)BMS和車輛管理系統(tǒng)VMS以CAN報文的形式 傳輸給上位機。
[0015] 進一步地，所述步驟4中所述的速度調(diào)控系統(tǒng)采用PID閉環(huán)模糊控制。
[0016] 進一步地，所述PID閉環(huán)模糊控制方法如下：
[0017] 步驟4-1 :將目標車速和當前實際車速的差值e，以及目標車速和當前實際車速的 差值變化率ec作為輸入，輸出兩相繞組的平均電壓us，用于控制電機轉(zhuǎn)速n;
[0018] 步驟4-2 :建立PID三個參數(shù)kp、kpkd與所述e和所述ec之間的模糊規(guī)則關(guān)系；
[0019] 步驟4-3 :計算當前系統(tǒng)所述e的值和所述ec的值，利用模糊規(guī)則進行模糊推理， 查詢模糊矩陣表調(diào)整參數(shù)kp、kpkd的值。
[0020] 進一步地，所述步驟4-2中的模糊規(guī)則關(guān)系為：
[0021]
[0022] 上式中，kp為比例作用系數(shù)，ki為積分作用系數(shù)，kd為微分作用系數(shù)。
[0023] 進一步地，所述步驟5中的程序采用PWM控制調(diào)速，采用兩兩導(dǎo)通方式的直流無刷 電機在任何時刻只有兩相定子繞組通電，調(diào)節(jié)功率開關(guān)管PWM信號的占空比D可以調(diào)節(jié)直 流無刷電機轉(zhuǎn)速n。
[0024] 本發(fā)明的有益效果為：
[0025] (1)本發(fā)明提出的再生制動系統(tǒng)測試方法克服了傳統(tǒng)電動汽車再生制動系統(tǒng)測試 過程中控制方法復(fù)雜的難題，在實驗臺架上就可以模擬電動汽車實際的行駛工況，可以根 據(jù)自己電動汽車整車參數(shù)以及自定義行駛工況在室內(nèi)完成續(xù)駛里程、能耗、再生制動回饋 能量等測試和評估。本發(fā)明測試方法下的再生制動回饋效率與實際行駛工況下的再生制動 回饋效率對比得出，本發(fā)明提出的再生制動系統(tǒng)測試的控制準確，再生制動回饋率計算精 度高。
[0026] (2)再生制動系統(tǒng)的性能評價是要在實驗工況下進行的，實驗工況是評價電動汽 車性能的重要依據(jù)之一，本發(fā)明中的實驗工況，可以根據(jù)需要進行配置，來滿足車輛不同行 駛工況下的再生制動系統(tǒng)測試實驗，靈活、方便。
[0027] (3)采用CAN總線實現(xiàn)上位機與加速及制動控制器實時互傳數(shù)據(jù)，具有傳輸速度 快、抗電磁干擾能力強、實時性強等優(yōu)點。
[0028] (4)速度調(diào)控系統(tǒng)采用PID閉環(huán)模糊控制，此控制算法的優(yōu)點在于系統(tǒng)既能快速 響應(yīng)目標車速，同時又能實現(xiàn)控制的精準度，使實際車速能夠快速達到目標車速的要求。
[0029] (5)本發(fā)明提出的再生制動系統(tǒng)測試方法在運行過程中就可以采集數(shù)據(jù)，并且可 以根據(jù)采集的當前數(shù)據(jù)，分析當前再生制動系統(tǒng)的再生制動效率，實時性和互動性較好。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明的測試平臺連接框架圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明上位機程序流程結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明PID閉環(huán)模糊控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖4為本發(fā)明實際速度-時間曲線圖；
[0034] 圖5為本發(fā)明理論速度-時間曲線圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0036] 如圖1所示，為本發(fā)明的測試平臺連接框架圖，上位機通過USB轉(zhuǎn)串口與加速及制 動控制器進行通信連接，并實時監(jiān)控加速及制動器的運行狀態(tài)。加速及制動控制器通過CAN 總線與電機控制器以及動力電池組進行通信連接，控制電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)速度跟蹤的功能。
[0037] 如圖2所示，為本發(fā)明上位機程序流程結(jié)構(gòu)示意圖；具體過程為：①打開測試平 臺的上位機界面，程序開始后，首先根據(jù)實驗需要，配置再生制動系統(tǒng)實驗參數(shù)，如果之前 已經(jīng)做過測試，即已存在實驗車的參數(shù)，直接選擇實驗車參數(shù)即可；②進入行駛工況導(dǎo)入 階段，根據(jù)再生制動系統(tǒng)實驗需要選擇測試平臺中默認的幾個循環(huán)工況（包括ECE循環(huán)工 況，NEDC循環(huán)工況、UDDS循環(huán)工況等），或者將新的EXCEL格式的實驗工況導(dǎo)入到上位機 中，實驗工況是評價再生制動系統(tǒng)性能的重要部分；③然后進入到行駛工況模擬步驟，點擊 上位機界面中打開通訊接口的按鈕，選擇所需要的通訊接口，如果上位機沒有顯示可用的 通訊接口，用戶應(yīng)檢查通訊線路是否完好以確保線路正常工作；接著，用戶發(fā)送前進檔位， 如果發(fā)送失敗，用戶應(yīng)檢查通訊線路是否完好無損；④然后車輛性能測試開始，上位機與加 速及制動控制器實時互傳數(shù)據(jù)，上位機獲取當前臺架驅(qū)動軸的車速，程序以每個時間點的 目標車速和實際車速的差值為對象，調(diào)控加速踏板和制動踏板的需求電壓值；同時，上位機 根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，以導(dǎo)入工況的時間為橫坐標，速度為縱坐標，按真實時間繪制出目標工況 曲線；整個循環(huán)工況結(jié)束后，點擊保存數(shù)據(jù)按鈕，并根據(jù)自身需要選擇數(shù)據(jù)保存的路徑和格 式，例如可以將實驗數(shù)據(jù)導(dǎo)出TXT格式，方便其他軟件的處理；⑤結(jié)果分析，根據(jù)上一步④ 中保存的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)包括：電壓，電流，車速，電池S0C，溫