電動汽車高壓電安全動態(tài)模擬測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測試系統(tǒng)，具體地，涉及一種電動汽車高壓電安全動態(tài)模擬測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車已成為全球發(fā)展的重點和熱點。為滿足大功率電驅(qū)動的需求，汽車高壓電路通過的電流高達(dá)數(shù)百安培。高壓電安全已成為電力驅(qū)動汽車應(yīng)用中需要首先解決的技術(shù)關(guān)鍵，對車輛本身的安全、駕乘人員的安全以及車輛運(yùn)行環(huán)境的安全，均有十分重要的影響。目前，雖已有高壓電安全控制系統(tǒng)用于實時檢測電動汽車高壓電安全狀態(tài)并實施安全控制，但對其功能的檢測僅限于信號級別的功能驗證，缺乏依電動汽車實際功率水平的真實運(yùn)行條件下的動態(tài)模擬，不能確保高壓電安全控制系統(tǒng)在車輛實際應(yīng)用中的實際性能，也不能為研究電動汽車高壓電安全故障對車輛相關(guān)系統(tǒng)的性能影響或在安全故障發(fā)生后相關(guān)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)，不能幫助研究人員探明高壓電安全故障的演變規(guī)律及其預(yù)測方法等，從而造成對高壓電系統(tǒng)的濫用以及由此導(dǎo)致的高壓電安全事故頻發(fā)，使電動汽車存在的高壓電安全隱患難于有效解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電動汽車高壓電安全動態(tài)模擬測試系統(tǒng)，其可動態(tài)模擬車輛真實運(yùn)行條件下的真實故障并動態(tài)注入到電動汽車相應(yīng)的高壓電路中，具有依實際車輛實際運(yùn)行條件的故障動態(tài)模擬注入、數(shù)據(jù)管理分析功能強(qiáng)大、可無損反復(fù)模擬測試并對車輛無損的特點。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種電動汽車高壓電安全動態(tài)模擬測試系統(tǒng)，其特征在于，包括第一斷路動態(tài)模擬模塊、第二斷路動態(tài)模擬模塊、第一連接電阻動態(tài)模擬模塊、第二連接電阻動態(tài)模擬模塊、預(yù)充電動態(tài)模擬模塊、第一絕緣動態(tài)模擬模塊、第二絕緣動態(tài)模擬模塊、短路動態(tài)模擬模塊、電機(jī)故障動態(tài)模擬模塊、剩余電量動態(tài)模擬模塊、過載動態(tài)模擬模塊、過壓欠壓動態(tài)模擬模塊、交流電源品質(zhì)動態(tài)模擬模塊中的至少一個模塊以及隔離采樣調(diào)理模塊、主控模塊、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，其中，第一斷路動態(tài)模擬模塊、第二斷路動態(tài)模擬模塊、第一連接電阻動態(tài)模擬模塊、第二連接電阻動態(tài)模擬模塊和預(yù)充電動態(tài)模擬模塊均串聯(lián)在一個待測高壓電路中，第一絕緣動態(tài)模擬模塊、第二絕緣動態(tài)模擬模塊都連接在待測高壓電路與車身地之間，短路動態(tài)模擬模塊連接在待測高壓電路的需短路模擬的兩接線點，電機(jī)故障動態(tài)模擬模塊連接在一個電機(jī)控制器與一個電機(jī)之間，剩余電量動態(tài)模擬模塊連接在直流高壓電路的正、負(fù)母線之間后再通過其母線連接電子開關(guān)連接到直流高壓電路中，過載動態(tài)模擬模塊連接在一個直流高壓電路的正負(fù)母線之間，過壓欠壓動態(tài)模擬模塊與一個電動汽車用的動力電池系統(tǒng)相并聯(lián)連接，交流電源品質(zhì)動態(tài)模擬模塊連接在所述電動汽車的充電器的交流輸入端，隔離采樣調(diào)理模塊用于采集高壓電路的電壓、電流、對車身地的電壓電氣參數(shù)并調(diào)理后發(fā)送到數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，主控模塊與所述第一斷路動態(tài)模擬模塊、第二斷路動態(tài)模擬模塊、第一連接電阻動態(tài)模擬模塊、第二連接電阻動態(tài)模擬模塊、預(yù)充電動態(tài)模擬模塊、第一絕緣動態(tài)模擬模塊、第二絕緣動態(tài)模擬模塊、短路動態(tài)模擬模塊、電機(jī)故障動態(tài)模擬模塊、剩余電量動態(tài)模擬模塊、過載動態(tài)模擬模塊、過壓欠壓動態(tài)模擬模塊、交流電源品質(zhì)動態(tài)模擬模塊、隔離采樣調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)以及測試時所用的一個電子負(fù)載和一個測功機(jī)相連接，且用于協(xié)調(diào)第一斷路動態(tài)模擬模塊、第二斷路動態(tài)模擬模塊、第一連接電阻動態(tài)模擬模塊、第二連接電阻動態(tài)模擬模塊、預(yù)充電動態(tài)模擬模塊、第一絕緣動態(tài)模擬模塊、第二絕緣動態(tài)模擬模塊、短路動態(tài)模擬模塊、電機(jī)故障動態(tài)模擬模塊、剩余電量動態(tài)模擬模塊、過載動態(tài)模擬模塊、過壓欠壓動態(tài)模擬模塊、交流電源品質(zhì)動態(tài)模擬模塊、隔離采樣調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)、電子負(fù)載和測功機(jī)間的運(yùn)行以及系統(tǒng)控制電源管理、熱-電安全保護(hù)管理、高壓電路電氣參數(shù)監(jiān)測，實現(xiàn)電動汽車高壓電安全故障的動態(tài)模擬和動態(tài)注入到電動汽車的高壓電路中。
[0005]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)將動態(tài)模擬的指令通過CAN總線發(fā)送給所述主控模塊，由主控模塊協(xié)調(diào)各第一斷路動態(tài)模擬模塊、第二斷路動態(tài)模擬模塊、第一連接電阻動態(tài)模擬模塊、第二連接電阻動態(tài)模擬模塊、預(yù)充電動態(tài)模擬模塊、第一絕緣動態(tài)模擬模塊、第二絕緣動態(tài)模擬模塊、短路動態(tài)模擬模塊、電機(jī)故障動態(tài)模擬模塊、剩余電量動態(tài)模擬模塊、過載動態(tài)模擬模塊、過壓欠壓動態(tài)模擬模塊、交流電源品質(zhì)動態(tài)模擬模塊、隔離采樣調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)、系統(tǒng)安全保護(hù)模塊、電源模塊間的動作。
[0006]優(yōu)選地，所述第一斷路動態(tài)模擬模塊、第二斷路動態(tài)模擬模塊都包括斷路模擬雙向電子功率開關(guān)與斷路模擬繼電器，所述斷路模擬雙向電子功率開關(guān)與斷路模擬繼電器為并聯(lián)連接，第一斷路動態(tài)模擬模塊、第二斷路動態(tài)模擬模塊都還設(shè)有一斷路動態(tài)模擬控制卡用于通過CAN總線接收所述主控模塊的指令控制所述斷路模擬雙向電子功率開關(guān)與斷路模擬繼電器實現(xiàn)高壓電路斷路的動態(tài)模擬和動態(tài)注入。
[0007]優(yōu)選地，所述第一連接電阻動態(tài)模擬模塊、第二連接電阻動態(tài)模擬模塊都包括連接電阻模擬雙向電子功率開關(guān)、功率電阻和連接電阻動態(tài)模擬控制卡，所述連接電阻模擬雙向電子功率開關(guān)與功率電阻為并聯(lián)連接，所述連接電阻動態(tài)模擬控制卡與所述主控模塊相CAN總線連接，接收所述主控模塊的需模擬的連接電阻的指令值，連接電阻動態(tài)模擬控制卡通過PffM信號控制連接電阻模擬雙向電子功率開關(guān)來動態(tài)調(diào)節(jié)所述連接電阻模擬雙向電子功率開關(guān)與功率電阻的并聯(lián)等效電阻，從而實現(xiàn)對不超過功率電阻的電阻值的連接電阻的動態(tài)調(diào)節(jié)模擬和動態(tài)注入。
[0008]優(yōu)選地，所述預(yù)充電動態(tài)模擬模塊包括一個預(yù)充電電阻旁路繼電器和一個適當(dāng)結(jié)構(gòu)的電阻值動態(tài)可調(diào)的電阻器;預(yù)充電動態(tài)模擬模塊還設(shè)有一預(yù)充電動態(tài)模擬控制卡用于通過CAN總線接收所述主控模塊的指令控制所述預(yù)充電模擬繼電器或所述變阻器的電機(jī)來實現(xiàn)對預(yù)充電電阻值的動態(tài)調(diào)節(jié)模擬和動態(tài)注入。
[0009]優(yōu)選地，所述第一絕緣動態(tài)模擬模塊、第二絕緣動態(tài)模擬模塊都包括一個由多個絕緣模擬繼電器和多個電阻采用適當(dāng)結(jié)構(gòu)的可調(diào)電阻矩陣;通過控制其中的部分絕緣模擬繼電器接通而另一部分絕緣模擬繼電器斷開來實現(xiàn)不同的絕緣電阻的動態(tài)模擬調(diào)節(jié)，控制所有絕緣模擬繼電器斷開來模擬高壓電路正常運(yùn)行工況;第一絕緣動態(tài)模擬模塊、第二絕緣動態(tài)模擬模塊都還設(shè)有一個絕緣短路繼電器來模擬高壓電路對車身地直接短接的故障；第一絕緣動態(tài)模擬模塊、第二絕緣動態(tài)模擬模塊還設(shè)有一絕緣電阻動態(tài)模擬控制卡用于通過CAN總線接收所述主控模塊的指令控制所述絕緣模擬繼電器、絕緣短路繼電器來實現(xiàn)對絕緣電阻電阻值的動態(tài)調(diào)節(jié)模擬和動態(tài)注入。
[0010]優(yōu)選地，所述短路動態(tài)模擬模塊包括短路模擬雙向功率電子開關(guān)、短路模擬電流傳感器、短時間精確控制器、短路電阻、短路電阻調(diào)節(jié)器，短時間精確控制器通過CAN總線接收到來自所述主控模塊的指令后，首先通過短路電阻調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)短路電阻以設(shè)置最大短路電流、再控制短路模擬雙向功率電子開關(guān)接通、同時開始精確計時，當(dāng)計時結(jié)束或所述短路模擬電流傳感器反饋電流超過預(yù)設(shè)值時自動控制所述短路模擬雙向功率電子開關(guān)斷開，實現(xiàn)對高壓電路短路的動態(tài)模擬和動態(tài)注入;通過控制短路模擬雙向功率電子開關(guān)斷開，模擬高壓電路正常運(yùn)行的工況；當(dāng)用于對交流電機(jī)三相線進(jìn)行短路動態(tài)模擬時還包括合閘角控制器和相電壓過零檢測電路，所述相電壓過零檢測電路檢測相電壓正過零時刻，所述合閘角控制器用于計算相對于某相電壓正過零時刻的電壓相位角并判斷是否已經(jīng)達(dá)到該電壓相位角，并在上述短路動態(tài)模擬和動態(tài)注入的過程中，控制所述短路模擬雙向功率電子開關(guān)接通的時刻為所述短時間精確控制器通過所述相電壓過零檢測電路檢測相電壓過零時刻與合閘角控制器判斷已達(dá)相對于某相電壓正過零時刻的電壓相位角時。
[0011]優(yōu)選地，所述電機(jī)故障動態(tài)模擬模塊包括按電機(jī)故障模擬要求而調(diào)整參