动力传动试验台技术方案说明书110620最新

1、名称混合动力传动试验台方案设计说明书代号TZ版本A.1编 制工艺校 核标准化审 核批 准版 本变更人变更日期变更说明变更编号目 次目 次II1 概述12 适用范围13 规范性引用文件14 环境条件25 试验台主要功能26 试验台方案原理说明37 方案分析58 试验台主要技术参数119 设备构成及功能1310 试验工装2811 设备清单2812 系统保护3013 试验设备布置3014 总体工艺要求301 概述新能源汽车产业受到越来越多的重视，前途一片光明，机械传动能力是电动汽车的基础核心技术之一，而我公司缺乏相应的技术积累，人才储备和实验条件。这已成为制约我公司，特别是动力系统的发展、进一步提升

2、的主要瓶颈，建立混合动力传动试验台成为当务之急。混合动力传动试验台主要用于混合动力汽车的功能试验：功能实现、功能评价；性能试验：性能分析、耦合分析，为混合动力系统部件选型、参数匹配及控制策略的制定、优化提供大量可靠数据。2 适用范围本方案设计的传动试验台适用于湖南南车时代电动汽车的10米至12米的混联、AMT并联的混合动力系统进行功能试验与性能试验。具体车型参数如下表：表1 10米客车整车技术参数整车整备质量11吨整车满载质量16.5吨风阻系数0.70.75迎风面积7.5 m2滚动阻力系数0.0165轮胎半径0.4780.523变速器传动比綦江S6-150: 1档6.98；2档4.06；3档2

3、.74；4档1.89；5档1.31；6档1；倒档 6.43北奔：1档6.43；2档4.18；3档2.53；4档1.54；5档1后桥传动比5.571表2 12米客车整车技术参数整车整备质量13.2吨整车满载质量18吨风阻系数0.70.75迎风面积7.5 m2滚动阻力系数0.0165轮胎半径0.4780.523变速器传动比綦江S6-150: 1档6.98；2档4.06；3档2.74；4档1.89；5档1.31；6档1；倒档 6.43北奔：1档6.43；2档4.18；3档2.53；4档1.54；5档1后桥传动比6.433 规范性引用文件下列文件中的条款通过本技术条件的引用而成为本技术条件的条款。凡是

4、注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于技术条件，然而，鼓励根据本技术条件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本技术条件。表3 相关标准序号标准/文件号标准/文件名称备注1GB/T17692-1999汽车用发动机净功率测试方法2QC/T524-1999发动机性能试验方法3GB/T18297-2001汽车发动机性能试验方法4GB/T19055-2003汽车发动机可靠性试验方法5GB/T 18488.1-2006电动汽车用电机及其控制器试验方法 技术条件6GB/T 18488.2-2006电动汽车用电机及其控制器

5、试验方法7GB 755-87旋转电机基本技术要求8GB/T1029-93三相同步电机试验方法9GB1032-85三相异步电机试验方法10GB 775-2000旋转电机定额及性能4 环境条件以下是混合动力系统传动试验台主要使用环境要求： 电源电压：380V10%；220V10%;0-30V直流可调电源，功率为900W；5V直流电源模块，功率500W； 环境温度：040；噪音70dB；相对湿度90%；海拔高度1000m； 冷却水要求：汽车通用冷却液，含乙二醇，温度70；自来水，冷却水压0.15Mpa； 整车气压环境； 接地要求：有独立的接地地线； 供电系统连接：手动操作的分断设备； 电网频率：额定

6、频率50Hz，频率变化范围49Hz51Hz； 安装条件：厂房内，有独立控制室（厂房要求良好通风）。5 试验台主要功能混合动力系统传动试验台应具备以下功能： 试验台可模拟混合动力汽车的道路行驶工况，完成混合动力电动汽车的多工况性能试验。 试验台可进行混合动力汽车的电机性能参数测试及电机控制器的测试。 试验台可实现离合器自动控制、选换挡控制功能和性能分析，可进行AMT系统动力性、经济性换挡试验以及AMT与其他部件的匹配试验。 试验台可进行发动机的性能试验。 试验台可完成混合动力传动系统性能试验。 试验台可完成混合动力部件之间的耦合分析并进行匹配试验。 试验台可进行11t18t范围内的不同质量的混合

7、动力系统的模拟试验。 试验台可进行混合动力系统控制策略的验证及优化试验。 试验台可进行关键部件的可靠性试验。 试验台测控系统可对试验过程中的试验数据进行采集、显示及记录。6 试验台方案原理说明通过前期对吉林大学、法士特及重庆大学传动试验台的调研，最终确定通过与重庆大学合作共同开发混合动力系统传动试验台，初步确定该试验台的方案如下：图1 混联式混合动力客车试验台方案图2 AMT并联式混合动力客车试验台方案该混合动力试验台系统原理框图如图所示。图3 混联式混合动力试验台原理图混联式混合动力客车试验台原理如上图所示，该试验台分为机械连接部分和电气连接部分，机械连接部分主要有发动机、传感器、ISG电机

8、、离合器、电机、惯性飞轮、测功机以及联轴器，电气连接部分主要有传感器和试验过程中所需的各控制单元（发动机控制单元、电机控制器、dspace等）。对于电气连接部分，各控制单元之间的通信方式为CAN通信，各信号的采集采用专用数据采集设备，测功机采用380V交流电驱动，各传感器和控制单元采用直流电（030V直流可调电源，功率为900W）驱动。对于ISG电机和电机，可采用直流电源或动力电池驱动，待具体实施方式确定后，再另加。图4 AMT并联式混合动力客车试验台原理图AMT并联式混合动力客车试验台的原理图如上图所示，该试验台分为机械连接部分和电气连接部分，机械连接部分主要有发动机、传感器、离合器、电机、

9、AMT、惯性飞轮、测功机以及联轴器，电气连接部分主要有传感器和试验过程中所需的各控制单元（发动机控制单元、电机控制器、变速器控制单元、dspace等）。对于电气连接部分，各控制单元之间的通信方式为CAN通信，各信号的采集采用专用数据采集设备，测功机采用380V交流电驱动，各传感器和控制单元采用直流电（030V直流可调电源，功率为900W）驱动。对于电机，可采用直流电源或动力电池驱动，待具体实施方式确定后，再另加。7 方案分析7.1 整车加载需求分析在典型城市工况下依据表1、表2的整车参数，根据各时刻的对应车速，计算得到加载过程中所需加载力和加载功率，加速过程计算公式如下： （1） （2） （3

10、）其中为质量，f为滚动阻力系数，为风阻系数，A为风阻面积，r为轮胎半径（取最大值0.523），为后桥传动比,u为车速。在减速过程中，各计算公式如下： （4） （5） （6），其中为第n个时刻的车速，m为质量，r为轮胎半径（取最大值0.523），为后桥传动比,u为车速。图5 典型城市工况曲线通过处理分析得出表1、表2车型在整备质量及满载质量情况下的转矩、功率需求如下图：图6 10米、12米车典型城市工况下转矩需求图7 10米、12米车典型城市工况下功率需求可见选用额定功率450Kw、额定转速1000r/min测功机，可以满足典型城市工况下的加载需求。7.2 不同稳定车速下加载需求是为了验证客车台

11、架试验的性能，及不同车速下的加载特性， 根据式（1）、（2）、（3）及汽车动力学，其中：u为车速；n为转速；r为车轮半径；为后桥传动比；现从车速从0增加到100，其对应的后桥前负载扭矩，及功率，和对应的转速如下表4，表5：表4 10米长客车加载数据车速(km/h)后桥前需求转速(r/min)整备质量时后桥前需求转矩(N*m)满载质量时后桥前需求转矩(N*m)整备质量时后桥前需求功率(Kw)满载质量时后桥前需求功率(Kw)00（167.0）（250.4）0010283169.5252.95.017.4920565177.0260.510.4715.4130848189.4272.316.8224

12、.23401130206.9290.424.4934.37501413229.4312.933.9446.29601695256.9340.445.6060.42701978289.3372.859.9377.22802260326.8410.377.3597.12902543369.2452.798.32120.561002826416.7500.2123.29147.99表5 12米车客车加载数据车速(km/h)后桥前需求转速(r/min)整备质量时后桥前需求转矩(N*m)满载质量时后桥前需求转矩(N*m)整备质量时后桥前需求功率(Kw)满载质量时后桥前需求功率（Kw）00(173.6)(

13、236.7)0010326175.8238.96.008.1620652182.3245.412.4516.7630978193.0256.219.7826.25401304208.2271.428.4437.07501631227.7290.138.8849.66601957251.5314.651.5364.47702283279.6342.766.8481.93802609312.1375.285.26102.51902935348.8412.0107.22126.621003261389.9453.1133.17154.73其不同车速所对应的扭矩，功率及其转速曲线，如图2所示：图8 不

14、同车速下对应的转矩、功率图可见选用额定功率450Kw，额定转速1000r/min的电机完全可以满足要求。7.3 惯性飞轮设计整车参数如下表：表6 整车参数整备质量满载质量后桥传动比10米车11吨16.5吨5.63， 5.57112米车13.2吨18吨6.43轮胎半径0.478m到0.523m之间飞轮密度7850 Kg/m3惯性飞轮设计计算初始依据：7.3.1 10米车惯量计算若后桥传动比为5.571，根据轮胎半径的取值范围，选取轮胎半径r0.523m，则试验台飞轮所需模拟的最大转动惯量为：由两部分组成：整备质量当量转动惯量：载重质量当量转动惯量：根据飞轮的当量转动惯量可以得出飞轮半径与飞轮厚度

15、之间的关系式：式中，为飞轮密度，为飞轮半径，为飞轮厚度。惯性飞轮组半径与质量对比当量转动惯量Kg.m2飞轮盘r500mm备注飞轮盘r550mm备注厚度mm质量Kg厚度mm质量Kg整备质量96.95125.8775.6每10mm厚的飞轮盘重量为 61.7Kg85.9640.8每10mm厚的飞轮盘重量为74.6Kg载重质量48.4762.9387.843.0320.8总质量145.42188.71163.4128.9961.6若后桥传动比为5.63试验台飞轮所需模拟的最大转动惯量为由两部分组成：整备质量当量转动惯量：载重质量当量转动惯量：惯性飞轮组半径与质量对比当量转动惯量Kg.m2飞轮盘r500

16、mm备注飞轮盘r550mm备注厚度mm质量Kg厚度mm质量Kg整备质量94.93123.2759.57每10mm厚的飞轮盘重量为 61.7Kg84.1518.51每10mm厚的飞轮盘重量为74.6Kg载重质量47.4661.6379.7942.1259.56总质量142.39184.81139.36126.2778.077.3.2 12米车惯量计算根据轮胎半径的取值范围，选取轮胎半径r0.523m，则试验台飞轮所需模拟的最大转动惯量为由两部分组成：整备质量当量转动惯量：载重质量当量转动惯量：惯性飞轮组半径与质量对比当量转动惯量Kg.m2飞轮盘r500mm备注飞轮盘r550mm备注厚度mm质量K

17、g厚度mm质量Kg整备质量87.33113.3698.54每10mm厚的飞轮盘重量为 61.7Kg77.4477.2每10mm厚的飞轮盘重量为74.6Kg载重质量31.7541.2254.0127.1173.25总质量119.08154.5952.55104.5650.45结论：根据以上计算可以得出，在轮胎半径为0.523m时，10米车和12米车的飞轮的当量转动惯量范围为87.33145.42 Kg.m2之间。为了设计出来的飞轮能够模拟两种车型的整车惯量，采用飞轮组的形式，飞轮组由一个固定飞轮部分和多个可动飞轮部分组成。飞轮组设计根据计算的飞轮当量转动惯量范围，可以设计成固定飞轮部分和可动飞轮

18、部分的形式，假设固定飞轮部分的当量转动惯量为100 Kg.m2，取飞轮半径为0.5m，则固定部分的厚度和质量为：可动飞轮半径与质量对比编号当量转动惯量Kg.m2飞轮盘r300mm飞轮盘r400mm厚度mm质量Kg厚度mm质量Kg1550.1111.215.835.07210100.1222.1831.770.36320200.2444.3563.4141.38由上表可以选取可动飞轮部分的半径为r300mm8 试验台主要技术参数8.1 电源参数供电电源：AC380V10%，220V10%，50Hz， 030v直流电源模块，功率900w，5V直流电源模块，功率500W。8.2 数据采集模块FC20

19、22数据采集模块在FC2000发动机、电机自动测控系统里是一个CAN节点，用于接入各种形式的传感器，对发动机、电机测量采集的数据实时发送到CAN总线上，通过FC2023数据显示单元显示或由计算机显示。l 技术参数电源DC24V通道数16/台温度测量精度0.5FS压力测量精度0.5FS通讯方式CAN可测量：不超过10V的直流电压信号不超过20mA的直流电流信号不超过2500欧姆的电阻信号使用条件：环境温度: 0 40 C环境湿度：85RHl 供货范围检定记录1份FC2022数据采集模块1个CAN 通讯线1根3芯信号线100m3芯插座16个5A保险丝管1个8.3 测功机参数 吸收/驱动额定功率：4

20、70kW； 吸收/驱动额定扭矩：4156Nm； 驱动、吸收持续最高工作转速：2800r/min； 基速：1080 r/min； 系统控制精度：扭矩精度：1Nm，转速精度： 1r/min； 转速传感器测量范围： 12000 r/min； 转速传感器速度分辨率：1 r/min； 转速传感器转速测量精度： 1 r/min； 电力测功机转动惯量（不带传动轴）：0.35kg； 过载能力：120%额定负荷过载（每10分钟1分钟）； 扭矩响应时间：50ms； 扭矩、转速采集频率：100Hz； 冷却方式：强制空气冷却或水冷； 测功机在转速02800r/min范围内空载运行，距离测功机1米处测量的噪声均不得超过

21、90dB（A）；8.4 控制系统控制系统采用工控机集中控制实现相应的功能，设备控制信号的传递采用上位机来实现，包括与控制相关的检测数据传送等。控制系统与电机控制器之间采用CAN总线通讯。与测试系统其他部件的数据传送采用CAN BUS或者RS485通讯方式。8.5 测试系统测试电压参考范围：0800V，精度：1%测试电流参考范围：0300A，精度：1%8.6 辅助系统控制电源：隔离变压器提供AC220V，容量2kVA，满足控制箱工作的需要；UPS：容量 1kVA（满足逆变器控制电源工作的需要，确保控制电源不间断工作至少3分钟）；水冷系统：温度可调，最高温度70,流量15L/min；辅助工装：按照

22、试验需求制造，工装要求易于拆装、美观、牢固。9 设备构成及功能整个试验台主要由电源系统、测功机系统、控制系统、测控系统、被试电机及其控制器、辅助系统等组成。9.1 电源系统电源系统主要功能是为电机及其控制器以及测功机提供牵引供电电源。其中电机电源由220V交流电提供。测功机系统引入电源是由用户厂房高压供电电网提供的三相交流380V工频电源。9.2 测功机系统9.2.1 测功机系统概述测功机系统主要有负载电机、ABBACS800系列四象限变频器、高精度、高转速转矩转速传感器、FC2012电力测功机控制仪控制仪、机械堵转装置、传动轴及其保护罩、被测电机固定工装、FC2420T1水温调节装置以及电机

23、开发试验台控制系统等组成。9.2.2 测功机系统主要设备构成9.2.2.1 负载电机负载电机采用一台三相永磁同步电机，参数如下：型号： 1PH8358-1*D1*-*0 额定功率： 470kW恒转矩： 4156N.m（0-1080r/min）恒功率： 470kW（1080-1400r/min）最高工作转速：2800 r/min额定定额S1 峰值定额S2 30s噪声 90dBA(最高转速)9.2.2.2 ABB ACS800系列变频器ABB在提供所有类型测试台应用的交流变频器方面享有无与伦比的声誉，在齿轮、发动机、电机、传动设备等测试中所用电机，ABB变频器可对其进行精确的速度及转矩控制。由于采

24、用了称为直接转矩控制（DTC）的智能技术，ABB变频器带来了传统直流电机和其他交流电机控制方面无法实现的超高准确度以及动态转矩控制。直接转矩控制 (DTC)是ABB 工业领域变频器中的ABB电机控制平台，用以进行交流电机的精准控制。 施加于测试台的负荷应当满足测试区控制系统的要求。这就需要延迟时间最小，与此同时在整个测试周期内保持恒定的性能。 DTC通过提供下列特性，满足这些需要: * 转矩之准确度，可重复性以及线性度 * 非常快速的转矩上升时间与传统的交流变频器控制不同，DTC确保交流电机转矩为首要控制元素，而不是电机电流。采用了DTC控制的电机，电流是实现所需转矩的结果。再之，DTC控制交

25、流电机转矩的间隔为25s ，大约每秒控制40,000次。这就保证了准确度以及施加于测试台的负载转矩的动态特性。 为了达到最好的动态特性，需要认真考虑交流电机的惯量以及漏电感。该数值越小，转矩上升时间就越快，轴转矩的变化就越快。在许多测试程序中，这是一个关键的问题。无论是否正在使用ABB电机或者使用其他制造商的电机，ABB工业变频器都有一个内置的电机模型，在测试台调试到该特定型号交流电机的参数期间，该模型自动进行精确调整。 ABB 工业变频器的特点是拥有一个有源前端单元，有利于节省能源。在测试过程中，发动机或汽车产生的能源被回馈到电网。反馈回来的电流质量很高，没有谐波成分。这是由于在电网侧有一个

26、集成的正弦波滤波器并能保持恒定的功率因数，确保不干扰其他的功率装置。这样，在供电设备方面的投资可以做到最小。有源前端也补偿电网的低电压电平，以便电压电平不影响测试台的测试性能。9.2.2.3 高精度、高转速转矩转速传感器采用德国HBM公司原装进口T10F系列扭矩传感器，T系列扭矩传感器是一种非接接触式的传感器、由转子和定子组成，转子随轴旋转，扭矩以脉冲频率信号经定子输出，本结构新颖、小巧，动态响应高。T系列扭矩传感器的主要技术特征： 额定扭矩：2000、5000N.m额定转速：9000r/min超载能力： 200%破坏载荷： 400%测量精度：0.05%F.S；扭矩传感器标定设备精度等级：Cl

27、ass M1级、扭矩传感器标定设备要求标定操作简单快捷，并能够多次使用。9.2.2.4 FC2012电力测功机控制仪用于被试电机机械功率的测试。FC2012电力测功机控制仪与HBM扭力环及与其信号兼容的扭矩传感器，电力测功器，变频器等配套使用，用来测量和控制发动机的扭矩，转速，功率等参数。仪器采用数字增量式PID控制算法，控制精度高。扭矩，转速设定采用光电式数字电位器，无接触，无磨损，长寿命。无记忆，便于实现控制方式的无扰动切换。输入，输出，电源全部隔离，具有很高的抗干扰能力。采用先进的CAN现场总线技术。CAN先进的“无主”结构，使系统的构筑和扩充非常的方便。与变频器连接采用RS485接口，

28、直接用数据通讯，避免了模拟信号带来的干扰等问题，使系统运行更可靠，智能化程度更高。仪器支持正，反转双向调零。仪器自带汉字库，配合液晶显示器和简洁的键盘，使仪器的人机对话十分轻松。菜单式和选项式的操作，简单明了。技术参数转速测量精度：1 rpm 扭矩测量精度：0.2% FS转速控制精度：1rpm扭矩控制精度：0.1%FS电源: 220 V +10%/-10%/50/60 Hz; 0.4 kVA环境温度: 0 to 40 C重量: 5 kg尺寸： 4U机箱（宽440）9.3 机械堵转装置机械堵转装置用于电机堵转试验，其结构特点如下：1、调整灵活、简便，能够实现旋转方向8个角度（圆周等分）的定位与锁

29、死；2、锐角倒钝，表面防锈处理；3、焊缝强度大于或等于基体强度；4、工作寿命：4000小时。9.4 传动轴及其保护罩传动轴及其保护罩参数如下：承受最大扭矩：传动轴1为2000 N.m；传动轴2为5000 N.m最高工作转速：12000r/min；经过严格的动平衡测试，具有轴向和径向偏差补偿能力，不出现扭振现象；保护罩在轴向和径向的尺寸与传动轴相匹配，安装完成后和所有的部件均无干涉；工作寿命：4000小时。9.5 试验台固定工装被测电机固定工装用于固定被测电机，技术要求如下：1、焊缝强度等同于基体强度；2、锐角倒钝，表面防锈处理；3、使被测电机安装简单、牢固；4、在012000r/min转速范围

30、内不允许有明显的震荡和晃动；5、电机转子与传动轴连接完成后，轴向窜动量0.2mm；在012 000r/min转速范围内运转平稳、无异响（如有需要带必要的旋转支撑并保持润滑良好，且方便添加润滑脂或者润滑油）；工作寿命：4000小时。9.6 飞轮组飞轮组由以下轮片组成：100kg 一片20kg 一片10kg 两片5kg 一片2kg 两片1kg 一片 飞轮组基础重量100kg，在100kg150kg中间可以任意组合重量。9.7 恒温控制装置电机温度恒温控制装置的管路是串接在被试电机（控制器）冷却管路上。装置通过调节进入被试电机的冷却水流量来控制被试电机（控制器）温度。温度控制当温度传感器测量到的被试

31、电机出水温度达到温控仪表设定值时，伺服器根据温控仪表的指令开启电动调节阀，来自外部的冷却水对热交换器进行冷却，并根据温度的变化控制调节阀的开度，改变冷却水的流量实现对被试电机的恒温控制。9.8 变速器换挡执行机构功能说明：根据用户设定的换挡操作，实现换挡过程的自动控制。技术要求： 要求使用整车换档滑槽、换档杆和较宽的调节装置，以适用不同变速箱 具备换档力和换档速度测量功能 系统具备X和Y方向控制能力 换挡力：0250N 换挡速度：1m/s 换挡X方向移动行程：200 mm 换挡Y方向移动行程：200 mm9.9 发动机辅助系统9.9.1 冷却液恒温控制装置FC2420TB1用于发动机冷却液循环

32、的控制（发动机功率可达160kW），保持发动机冷却液的温度在很小的范围内。系统配备了一个膨胀水箱，用于气泡的分离和补充因热蒸发和泄漏的冷却液，一台循环水泵用于补偿系统的压力损失，并备有发动机冷却液回收装置。系统缺水报警功能；控制部分采用试验台内置PID控制器控制。技术参数FC2420TB1适用功率160kW交换器散热面积2.85额定流量200 l/min调节精度2最高工作温度110冷却水温度低于35冷却水压力0.3MPa0.4MPa冷却水品质清洁的软水管道泵流量12.5 m3/h扬程5 m功率0.5Kw/380V补水泵流量12.5m3/h扬程5m功率0.5Kw/380V接发动进、出水口口径37

33、,配口径为40的蒸气胶管冷却水进、出水口口径为37,配口径为40的输水胶管仪表电源220V5V/5A水泵电源380V5V/15A外型尺寸（ABC）1058mm543mm1700mm9.9.2 中冷空气恒温控制装置FC2490中冷空气恒温控制系统把增压后的气体引入中冷器，通过中冷器与冷却水交换热量达到控制温度的目的。l 技术参数电源220V10%/50HZ1HZ/0.5kW外形尺寸长740宽754高1070 mm重量140 kg适用发动机功率160 kW最大空气流量1750kg/h进出气温度190/42 散热功率52 kW 温度设定范围45-100温度测量范围0-200温度测量精度1PT100温

34、度控制精度2外循环水接口管径50 mm冷却介质清洁的淡水（或冷冻水）外接冷却水压力范围300-400Kpa冷却水流量25m3/h9.9.3 传动轴及联轴器选用伏尔康SW1K2912,用于测功机与发动机机间的对接。不含发动机飞轮过渡盘9.9.4 油门执行器FC2311系列油门执行器与FC2010发动机测控仪，FC2110油门励磁驱动单元配套使用，用于控制发动机的油门开度。l 技术参数最大扭矩22N.m旋转角度905，有效直线行程40-140mm满量程动作时间0.4秒电机电压DC24V9.10 控制系统9.10.1 概述控制系统按照时代电动乘用车动力系统试验台的要求进行施工设计，以满足试验需求。控

35、制系统能实现对试验台设备进行集中控制。操作者能够在控制室控制设备、监视设备并进行控制指令的发送。主要功能如下：1、根据试验工艺要求对试验台供电系统电源进行控制；2、根据试验工艺要求对试验台辅助设备进行控制；3、对试验系统的电压、电流以及设备工作状态进行显示；4、具有友好的人机界面，可显示设备状态、报警信息及故障信息，并可记录故障发生时间，可供维护人员使用； 5、故障时能及时采取相应的措施（自动或手动）以防止危险事故的发生，确保人员安全和设备安全。9.10.2 系统结构与配置系统主要由工控机、电力测功机及控制仪、参数采集模块、扩展I/O、接口模块、中间继电器等组成。工控机安装在控制台内，配置见表

36、4。工控机作为控制系统的上位机，提供人机界面；测功机控制仪、参数采集模块等安装在控制柜内，是设备控制命令发出源及设备状态接收源，配置见表1。工作电源及要求： AC220V/22kVA/隔离表1 工控机配置名称型号工控机IPC610CPU双核2.0G内存4GB硬盘1TBI/O模块安装在屏柜内。为防止干扰，通讯网络、控制电源线、信号线走独立屏蔽线槽，并尽可能避开大电缆。9.10.3 系统功能为了进行试验台各部件的控制和测试，在提供的电机测试控制软件、发动机测试控制软件、电力测功机控制软件、自动离合器执行机构控制软件、选换挡执行机构控制软件等底层软件的基础上，进行二次软件开发。发动机测试控制软件能够

37、对发动机进行转速、转矩控制，能将发动机转速、转矩等信息显示、保存并发送至CAN总线；电机测试控制软件能够对电机进行转速、转矩控制，能将电机转速、转矩等信息显示、保存并发送至CAN总线；自动离合器控制软件应能够对离合器进行位置控制和速度控制，并将离合器状态信息发送至CAN总线；选、换挡执行机构控制软件能够对选、换挡执行机构进行位置控制和速度控制，能将选、换挡拉锁位移信息、挡位信息显示、保存并发送至CAN总线；电力测功机控制软件能够对电力测功机进行CAN通讯加载控制，能对电力测功机的转速、转矩等信息显示、保存并发送至CAN总线。试验前期在底层控制软件的基础上，使用基于Dspace、Matlab等开

38、放性软件进行试验台测控系统二次软件的开发，试验后期再以底层控制软件为基础开发专门的试验台测控系统软件。9.10.4 系统软件上位机操作系统使用Windows XP ，人机界面开发软件使用Controldesk 人机界面如下图所示。9.10.4.1 二次开发软件具备功能 能实现系统道路负载工况的模拟，软件集成加速、制动、匀速、中国典型城市工况等工况数据，且具有工况数据的编辑界面及向甲方开放工况数据的编辑的接口，便于甲方实时修改、输入工况数据。 可实现自动离合器、自动换挡机构和测功机的集成控制。 试验平台各传感器信号数据的采集、制图、保存等功能。 软件具有良好的人机界面，甲方可简便的进行参数修改适

39、应不同试验对象的试验检测。 具有开放性的CAN网络协议，兼容J1939协议，同时可根据甲方需求进行协议修改。 软件具有开放性，提供底层控制接口，以便甲方可采用图形编程（MATLAB/Simulink）工具，对系统控制策略进行修改。 集成AMT混合动力基本控制策略。9.10.4.2 系统软件框架结构在试验台前期调试阶段，使用基于D2P、Motohawk、Matlab等开放性软件进行试验台测控系统二次软件的开发。软件框架如下图所示。该方案所需硬件平台为计算机、D2P、试验台各底层控制平台。在试验台初期调试完成后，进行试验台测控系统软件的开发。该方案中，硬件平台包含计算机、D2P、D2P代码刷写器、

40、CAN卡、试验台各底层控制平台。软件框架如下图所示。 试验台测控系统软件界面采用Matlab中的GUI编制，各控制参数的设置通过上位机与D2P之间的通讯进行设置。9.10.5 系统功能为了进行试验台各部件的控制和测试，在提供的电机测试控制软件、发动机测试控制软件、电力测功机控制软件、自动离合器执行机构控制软件、选换挡执行机构控制软件等底层软件的基础上，进行二次软件开发。发动机测试控制软件能够对发动机进行转速、转矩控制，能将发动机转速、转矩等信息显示、保存并发送至CAN总线；电机测试控制软件能够对电机进行转速、转矩控制，能将电机转速、转矩等信息显示、保存并发送至CAN总线；自动离合器控制软件应能

41、够对离合器进行位置控制和速度控制，并将离合器状态信息发送至CAN总线；选、换挡执行机构控制软件能够对选、换挡执行机构进行位置控制和速度控制，能将选、换挡拉锁位移信息、挡位信息显示、保存并发送至CAN总线；电力测功机控制软件能够对电力测功机进行CAN通讯加载控制，能对电力测功机的转速、转矩等信息显示、保存并发送至CAN总线。试验前期在底层控制软件的基础上，使用基于Dspace、Matlab等开放性软件进行试验台测控系统二次软件的开发，试验后期再以底层控制软件为基础开发专门的试验台测控系统软件。9.10.6 系统搭建原理说明该试验台前期测控系统模型是基于Matlab搭建的，试验台测控系统的软件是基

42、于controldesk编写。dSPACE为解决并行工程（即：设计、实现、测试和生产准备同时进行）中的问题创造了一个良好的环境，在开发过程中dSPACE为快速控制原型（RCP）和硬件在回路仿真（HILS）提供了统一的应用平台。在快速控制原型中dSPACE作为控制器与实验对象相连，通过Controldesk观察控制算法的性能，如果控制算法不理想，可以很快地进行反复修改设计，反复实验直到找到理想的控制方案。在硬件在回路仿真中dSPACE充当控制对象，模拟控制对象产生的信号，用来检验开发的控制算法正确性和可靠性。（1）根据试验台的实验条件及要求确定所需要的模型以及与dSPACE相关的模块，然后在Ma

43、tlab中建立测控系统所需要的模型和所需要的模块，比如该测控系统需要与电机控制器，整车控制器进行通信，所以在Matlab中需要建立所需要的CAN通信模型，如下图所示。在该模型中，有两路CAN通信，一路CAN通信传输速率为500Kbit/s，用于测功机工作模式、测功机工作的转矩、电机工作状态、电机控制状态、电机转速和电池等信息的发送和接收；另一路CAN通信传输速率为50Kbit/s，用于一些对通信速度要求较低的信息的发送和接收。另外该试验台测控系统还要对试验台的一些状态进行监测，所以还需要dSPACE的专用模块来采集这些信息。这些模块的使用方法是根据所采集的信号的类型选择所需要的dSPACE模块，如本系统中使用了一个模拟量输入模块，那么在Matlab模型中直接拖入模拟量输入模块，然后对其进行通道号的设置即可，如下面两个图所示。（2）在搭建完所需要的Matlab模型后，运行dSPACE ControlDesk软件，然后点击Matlab模型中的Incremental Build按钮，进行Matlab程序的下载。（3）在程序下载到dspace后，就要进行软件控制界面的编辑。controldesk软件中有很多的显示和控