燃料电池汽车动力系统仿真试验台开发
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车辆仿真实验室设计方案一、引言二、实验室设施1.实验室布局:根据实验需求,实验室分为测试区域、控制区域和办公区域。
测试区域应具备良好的空气流通和安全防护设施,以确保实验人员的安全。
控制区域应设有计算机、控制台和监控设备等,用于监控和控制实验进程。
办公区域用于实验数据分析和研究讨论,应配备必要的办公设备和软件。
2.硬件设备:(1)仿真平台:选择高度模拟真实驾驶环境的车辆仿真平台,包括运动平台、驾驶员座舱和控制装置等。
驾驶员座舱设计舒适度优先,同时需要充分考虑仿真感受和人机交互。
(2)仿真软件:选用功能丰富、参数可调的车辆仿真软件,能够模拟各种路况、驾驶行为和车辆参数。
软件应具有良好的稳定性和实时性,可实时计算车辆状态并显示在控制台上。
(3)传感器:安装适合的传感器用于获取车辆各项数据,如加速度、转弯半径、刹车距离等。
传感器应高精度、低延迟,能够提供准确而及时的数据。
(4)监控设备:设立监控摄像头及录像系统,用于实时监测和记录实验全过程,以便后期分析和复盘。
三、实验内容1.车辆性能测试:通过车辆仿真实验,可以测试车辆的加速度、制动距离、转弯半径等性能指标。
通过分析测试数据,可以评估车辆设计的优劣,并进行改进。
2.驾驶行为研究:通过设定不同的驾驶情景,研究驾驶员的驾驶行为对车辆性能的影响。
可以通过模拟紧急刹车、躲避障碍等场景,评估驾驶员反应能力和车辆的灵活性。
3.道路仿真:根据实际道路环境,进行车辆在不同道路条件下的行驶仿真。
可以测试车辆在湿滑、凹凸不平、高速等道路条件下的稳定性和操控性。
四、安全措施1.防火安全:实验室应安装防火设施,如火灾报警器、灭火器等,以保障实验人员的生命财产安全。
2.通风系统:实验室应配备专业的通风设备,保证实验室内空气流通,排除有害气体和污染物。
3.紧急停车机制:实验室车辆仿真平台应配备紧急停车装置,以应对突发情况下的安全问题。
4.电源稳定:实验设备应连接到稳定的电源,防止因电力不稳定导致设备损坏或实验中断。
多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法
燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法是通过模拟多种工况下的实际车辆运行情况,对燃料电池汽车的动力系统效率进行测试和评估的方法。
下面是多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验的一般步骤:
1. 确定试验工况:根据实际道路使用情况和车辆使用需求,选择代表性的多种工况,如常规行驶、高速行驶、加速、爬坡等。
2. 搭建台架实验系统:利用动力系统台架和相应的测试设备,搭建一个模拟燃料电池汽车动力系统工作的实验平台。
该平台通常包括燃料电池、电动机、电池组、控制器等。
3. 设置试验条件:根据所选的工况要求,设置合适的试验条件,如燃料电池输出功率、电动机负载、电池组电流等。
4. 进行试验:按照设定的试验条件,进行实际的试验操作,记录燃料电池输出功率、电动机输出功率、电池组电流、电压等相关数据。
5. 分析与评价:通过对试验数据的分析,计算出燃料电池汽车动力系统在不同工况下的效率指标,如总能量利用率、电池充放电效率等。
6. 优化与改进:根据评估结果,对燃料电池汽车动力系统进行优化与改进,提高其工作效率。
总之,多工况下燃料电池汽车动力系统效率台架试验方法是通过模拟实际工况,在台架上进行一系列试验操作,以评估燃料电池汽车动力系统在不同工况下的工作效率,并为系统的优化提供参考。
新能源汽车实训室设备技术方案一、新能源汽车实训室设备技术方案随着新能源汽车产业的飞速发展,对专业人才的需求也日益增长。
为了满足社会对新能源汽车技术的专业培训与实践需求,本方案致力于构建一套完善的新能源汽车实训室设备体系。
本文将详细介绍新能源汽车实训室设备的整体技术方案。
本技术方案的核心目标是创建一个多功能、高度仿真、适应市场需求的新能源汽车实训室。
设备选型将遵循实用性、先进性和可持续性三个原则,确保实训设备与技术前沿接轨,并能够满足未来技术更新的需求。
充电桩及充电设备:提供多种类型的充电桩及充电设备,以模拟真实的充电场景,训练学员实际操作能力。
新能源汽车整车模型:选取市面上主流的新能源汽车型号作为实训车型,包括纯电动和混合动力汽车,以模拟真实车辆的工作状态。
动力电池测试设备:包括电池性能检测、电池均衡维护等仪器设备,用于动力电池的维护与管理训练。
电机与电控系统实训台:模拟电机及电控系统的工作状态,进行故障诊断与排除的训练。
新能源汽车诊断仪器:配备先进的诊断工具和设备,如汽车故障诊断仪等,提高学员的故障诊断与排查能力。
高度仿真:本方案采用高度仿真的设备和软件,模拟真实的新能源汽车工作环境和故障场景。
模块化设计:设备采用模块化设计,可以根据市场需求进行灵活组合和更新,提高实训的灵活性。
智能化管理:实训室设备配备智能化管理系统,实现远程监控和数据分析,提高管理效率。
设备采购与安装:根据实际需求进行设备采购,并进行合理的安装布局,确保实训室的正常运行。
技术培训:对使用设备进行技术培训,确保学员能够熟练掌握设备操作技巧。
维护保养:制定设备维护保养计划,确保设备的正常运行和延长使用寿命。
一、概述随着环保理念的普及和技术的不断进步,新能源汽车已成为未来汽车产业的重要发展方向。
为了培养新能源汽车领域的专业技术人才,满足社会对新能源汽车技术的需求,本方案旨在设计一套全面、先进的新能源汽车实训室设备技术方案。
该方案将结合新能源汽车技术的最新发展趋势,构建一个集实践教学、技术研发、技能培训及创新实践为一体的多功能实训室,为培养高素质的新能源汽车技术人才提供有力支持。
车辆动力系统的优化设计与实验研究在当今社会,车辆作为人们出行和运输的重要工具,其性能的优劣直接影响着用户的体验和经济效益。
而车辆动力系统作为车辆的核心部分,对于车辆的动力性、经济性和排放性能等方面起着决定性的作用。
因此,对车辆动力系统进行优化设计和实验研究具有重要的现实意义。
车辆动力系统主要由发动机、变速器、传动轴、驱动桥等部件组成。
发动机作为动力源,其性能的好坏直接决定了车辆的动力性和经济性。
传统的燃油发动机在燃烧过程中会产生大量的废气排放,对环境造成污染。
随着环保要求的日益严格,新能源动力系统,如电动汽车和混合动力汽车,逐渐成为研究的热点。
在车辆动力系统的优化设计中,首先需要考虑的是发动机的优化。
通过改进发动机的进气系统、燃油喷射系统和燃烧过程,可以提高发动机的燃烧效率和功率输出。
例如,采用涡轮增压技术可以增加进气量,提高发动机的动力性能;采用缸内直喷技术可以使燃油更加均匀地喷射到气缸内,提高燃烧效率。
此外,优化发动机的配气机构和气门正时系统,也可以改善发动机的换气过程,提高发动机的性能。
变速器是车辆动力系统中的另一个重要部件,其作用是根据车辆的行驶工况,将发动机的动力合理地传递到驱动轮上。
对于手动变速器,通过优化齿轮比和换挡策略,可以提高换挡的平顺性和动力传递效率。
对于自动变速器,采用先进的控制策略和换挡逻辑,可以实现更加快速和平顺的换挡过程。
此外,无级变速器(CVT)由于其连续可变的传动比,可以使发动机始终工作在最佳工况点,从而提高车辆的燃油经济性。
除了发动机和变速器的优化,传动轴和驱动桥的设计也对车辆动力系统的性能有着重要影响。
合理设计传动轴的长度、直径和材料,可以减少传动过程中的能量损失;优化驱动桥的齿轮传动比和差速器结构,可以提高车辆的驱动力和通过性能。
在进行车辆动力系统的优化设计后,还需要进行实验研究来验证设计的效果。
实验研究通常包括台架实验和道路实验。
台架实验可以在实验室环境下对发动机、变速器等部件进行单独测试,获取其性能参数和工作特性。
燃料电池发动机热管理试验台测试系统软件开发
田颖;聂圣芳;张扬军;卢青春
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2007(029)004
【摘要】在面向对象应用于燃料电池发动机热管理试验台测试系统软件的设计中,定义一组针对热管理试验台的类库,并在LabVIEW开发环境下实现数据采集、系统维护和数据处理等功能,采用面向对象的程序设计方法提高软件的开发效率和软件运行可靠性,同时便于系统的维护与扩展.
【总页数】3页(P318-320)
【作者】田颖;聂圣芳;张扬军;卢青春
【作者单位】北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京,100044;清华大学汽车工程系,北京,100084;清华大学汽车工程系,北京,100084;清华大学汽车工程系,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.汽车热管理试验台测试系统研究 [J], 田颖;金振华;张扬军;卢青春
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燃料电池混合动力系统建模及能量管理算法仿真1. 引言在当今汽车行业的发展中,新能源汽车作为一种环保、节能的交通工具,备受人们的青睐。
而燃料电池混合动力系统作为新能源汽车的重要动力系统之一,在汽车工程领域也备受关注。
本文将从燃料电池混合动力系统建模与能量管理算法仿真两个方面展开讨论,以帮助读者深入了解该领域的相关知识。
2. 燃料电池混合动力系统建模2.1 系统组成与工作原理燃料电池混合动力系统是由燃料电池、储能装置、电动机等多个组成部分组合而成的,其工作原理是将氢气和氧气在燃料电池中进行电化学反应,产生电能驱动电动机,从而推动汽车运行。
2.2 系统建模方法在进行系统建模时,我们通常采用物理建模和数学建模相结合的方式,利用计算机软件对系统进行仿真分析,以获得系统在不同工况下的性能参数。
3. 能量管理算法仿真3.1 能量管理算法的意义能量管理算法是燃料电池混合动力系统中至关重要的一环,其合理的控制策略能够最大程度地提高系统的能量利用率,延长储能装置的使用寿命,同时提高汽车的燃料经济性。
3.2 常用的能量管理算法目前常用的能量管理算法包括PID控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等,它们各有优劣,需要根据具体应用场景进行选择。
4. 个人观点与总结个人认为,燃料电池混合动力系统的发展前景广阔,但也面临着一系列挑战与机遇。
在未来的研究中,需要深入探讨系统建模与能量管理算法的优化与创新,以实现系统的高效、稳定运行,从而推动新能源汽车行业的健康发展。
在本文中,我对燃料电池混合动力系统建模与能量管理算法仿真进行了深入探讨,并结合个人观点进行了总结,希望能够为读者提供一定的参考价值。
燃料电池混合动力系统建模及能量管理算法仿真对新能源汽车行业的重要性无可否认。
随着环保意识的增强和能源问题的日益突出,新能源汽车已成为未来汽车发展的必然选择,而燃料电池混合动力系统作为其中一种重要的动力系统,其在汽车工程领域的发展备受重视。
对该领域的研究与探讨具有重要意义。
高性能长寿命燃料电池发动机系统的开发研制
成果介绍
本项目采用自下而上、迭代反馈的研究策略,从关键部件、高性能电堆及系统、燃料电池发动机系统、整车集成与核心部件及整机的测试与评价技术几个层面突破制约燃料电池发动机系统高效发电与耐久性的关键问题,形成一整套完整的高性能燃料电池发动机系统的核心技术。
项目以高功率密度和快速低温启动的质子交换膜燃料电池产业化应用示范为目标,在低贵金属或非贵金属催化剂方面的研究取得了重大突破,并开发设计了多层阴阳催化剂层结构,具有先进性。
该项目的成功实施可以推动国内的燃料电池的技术储备和升级,为中国的新能源汽车的应用推广打下基础。
主要技术创新点
1.快速低温启动策略:研究包括金属堆和传统石墨堆的特性差异,包括所用的材质、物理特性、结构差异,对水、气、热管理要求的不同,通过模拟设计和实验验证,突破现有的辅助及控制管理技术局限。
2 .采用多工步连续冲压成形新工艺,同步实现反应气流道和三维换热流场的设计实现金属板的精密加工,提升电堆的水热转输效果。
3 .高效、精密、智能的辅助与控制系统:开发自动监控、识别和调控的智能化管理系统,集成化的快速精确响应的水-热-气控制系统,配合自学习和修复式的运算模式,提升电池的多工况适应性和电堆寿命。
4 .模块化集成、运行可靠的整车系统:模块化布置燃料电池模块、空压机、冷却系统、变电系统、控制系统、辅助电池组的布局设计,满足燃料电池动力底盘布置需求。
《新能源汽车储能装置与管理系统》课程标准—\概述(一)课程性质本课程是新能源汽车运用与维修专业核心基础课程之一。
它是专业基础课程的后续课程,是一门实践性强的综合课程。
(二)课程基本理念本课程以工作任务为核心,以岗位职业要求为指导,通过工作情境设计、案例分析、理实一体化等活动项目来组织本课程的教学。
(三)课程设计思路课程框架结构:按照“以能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体的模块专业课程体系”的总体设计要求,彻底打破学科课程的设计思想,紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容,突出工作任务与知识的联系,让学生在职业实践活动的基础上掌握知识,增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性,提高学生的实践能力。
学习项目选取的依据是以本专业所对应的岗位群要求而制定,以新能源汽车运用与维修专业一线技术岗位为载体,使工作任务具体化,针对任务按本专业所特有的逻辑关系编排模块。
二、课程目标明确课程在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面共同且又具专业特点的课程总体目标,包括知识教学目标、技能教学目标、素质教学目标等。
(一)总目标通过以工作任务为核心的教学活动,使学生掌握新能源汽车储能装置与管理系统的基本知识和技能,促进学生职业素养的养成,为培养高素质专门人才奠定良好基础。
(二)具体目标记住汽车检测有关的政策、法规、标准。
熟悉新能源汽车储能装置与管理系统的内容。
会使用常用的新能源汽车储能装置的检测设备、仪器。
能正确规范地进行新能源汽车储能装置的性能和技术状况的检测。
能正确分析检测结果,并能根据检测结果提出处理的技术方案。
能独立地分析新能源汽车储能装置常见故障的原因,并能独立排除。
对学生选课的建议:必修四、实施建议根据课程实施的各个环节,提出教材编写、教与学、教学评价、课程资源开发与利用等建议,并提供典型案例,体现课程设计的基本理念。
(一)教学建议:教学应采用项目教学法,以工作任务为项目目标,培训学生的学习兴趣,教学中要注重创设教育情境,争取理论实践一体化教学模式,要充分利用挂图、投影、多媒体、仿真、实物等教学手段。
现代电子技术Modern Electronics Technique2022年9月1日第45卷第17期Sep.2022Vol.45No.170引言“发动机构造”“发动机原理”和“发动机设计”是能源与动力(汽车发动机方向)专业的核心专业课程,为了加深学生对发动机结构、工作过程及工作原理的理解,同时也开设了“发动机速度特性实验”“发动机燃烧参数调整特性实验”和“发动机气门运动规律”等10项实验教学项目[1]。
实验教学项目在开展过程中遇到了教学资源紧张、学生操作安全隐患大、知识点覆盖不全面等问题,未能充分发挥实验教学的优势[2]。
本文针对以上问汽车发动机虚拟仿真实验教学平台开发与应用范鲁艳,曲大为,苏岩,杨硕(吉林大学汽车工程学院,吉林长春130025)摘要:汽车发动机实验课程是提高学生专业实践能力的重要环节,但在传统实验教学台架搭建过程中存在“耗时、耗能、耗力”的问题,并且受实验场地和成本的限制,学生开展实验的自由度和参与度较低,针对以上问题搭建了汽车发动机虚拟仿真实验教学平台。
平台以CA4DD 柴油机为建模对象,在对其结构分析的基础上利用CRUISE⁃M 软件完成了发动机进排气子系统、EGR 子系统等以及整机的模型搭建、参数输入与模型校核,以柴油机燃烧参数调整特性虚拟仿真实验为例,设计实验流程,展示了平台的实际应用。
学生可以根据搭建的CA4DD 一维性能仿真模型在课堂教学演示和自学之后,利用CRUISE⁃M 的在线和离线仿真方法,实现传统实验教学平台的升级,扩充现有的实验项目。
平台丰富了实验内容,弥补了当前发动机专业实践教学的缺陷,拓宽了学生的知识领域,提升了学生的学习兴趣和实践能力。
关键词:汽车发动机;实验教学平台;虚拟仿真;CRUISE⁃M ;进排气;EGR ;气缸;模型搭建中图分类号:TN02⁃34;G434文献标识码:A文章编号:1004⁃373X (2022)17⁃0163⁃06Development and application of automobile engine virtual simulation experimentalteaching platformFAN Luyan ,QU Dawei ,SU Yan ,YANG Shuo(College of Automotive Engineering ,Jilin University ,Changchun 130025,China )Abstract :Automobile engine experiment course is an important part to improve students ′professional practical ability.However ,the process of the traditional experimental teaching platform construction is time ⁃consuming ,energy ⁃consuming and effort ⁃consuming.In addition ,with the limitation of experimental site and cost ,students have low degree of freedom and participation in experiments.Therefore ,a virtual simulation experimental teaching platform for automobile engine is set up.Onthe platform ,the CA4DD diesel engine is taken as the modeling object.On the basis of the structural analysis of the CA4DD diesel engine ,the CRUISE ⁃M is used to complete the model building ,including engine intake &exhaust subsystem ,EGR subsystem and the model building ,parameter input and model checking of the whole engine.The virtual simulation experiment of diesel engine combustion parameter adjustment characteristics is taken as an example.The experiment procedures are designed to show the practical application of the platform.According to the built one⁃dimensional performance simulation modelof CA4DD ,students can realize the upgrade of the traditional experimental teaching platform and expand the existing experimental projects by CRUISE⁃M online and offline simulation methods after classroom teaching demonstration and self⁃study.The platform can enrich the experiment content ,make up for the defects of the current practical teaching of engine major ,broaden the knowledge field of students and improve their learning interests and practical abilities.Keywords :automobile engine ;experimental teaching platform ;virtual simulation ;CRUISE ⁃M ;intake and exhaust ;EGR ;cylinder ;model buildingDOI :10.16652/j.issn.1004⁃373x.2022.17.030引用格式:范鲁艳,曲大为,苏岩,等.汽车发动机虚拟仿真实验教学平台开发与应用[J].现代电子技术,2022,45(17):163⁃168.收稿日期:2022⁃01⁃21修回日期:2022⁃02⁃18基金项目:国家自然科学基金面上项目(51876079);吉林大学教学改革项目(2019XYB156)163现代电子技术2022年第45卷题,利用动力系统一维仿真软件CRUISE⁃M,搭建了典型汽油机和柴油机的整机模型,分析了发动机结构参数、控制参数和环境参数对发动机燃烧过程、动力性、经济性和排放的影响规律,完成了虚拟仿真实验教学平台的开发,扩充了实验教学所涵盖的知识点范围,提高了学生学习的主动性和参与度,增强了学生对相关知识点的理解。
插电式燃料电池轿车整车控制器仿真测试平台设计寇改红刘奋梁伟铭(上海汽车集团股份有限公司新能源汽车事业部,上海201804)=摘要> 利用M ATLAB/S i m u link实时仿真环境、dSPACE实时仿真系统、CAN通讯设备,系统地设计了插电式燃料电池轿车整车控制器的仿真测试平台。
该平台可以验证整车控制算法是否符合设计要求,并尽早发现软件的设计漏洞,为整车控制器的实车调试打下良好的基础。
=Abstract>B ased on the MATLAB/Si m ulink rea-l ti m e soft w are env ironm en,t dSPACE rea-l ti m e si m ulati o n syste m and C AN co mmunicati o n too ls,the si m ulati o n test platfor m of vehic le contro ller fo r plug-i n FCV is desi g ned.The platfor m can be used to verify w hether the contr o l algorithm s satisfy the desi g n require m en,t and to find t h e desi g n proble m s as soon as possi b l e and lay a so li d foundati o n fo r the latter debugg i n g on veh icle.=关键词> 插电式燃料电池轿车控制器do:i1013969/j1i s sn.1007-4554.2011.06.020引言在整车控制器的开发过程中,利用整车控制器硬件在环仿真测试平台构建虚拟的整车现场环境,对控制器进行硬件在环仿真测试,不但可以大大加快整车控制器软、硬件的开发进程,而且开发成功的控制器也具有较高的可靠性。
燃料电池动力系统的建模与仿真研究燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,具有高效、无污染、静音等优点,因此被广泛应用于车辆动力系统。
燃料电池动力系统的建模与仿真研究,对于优化系统设计、提高燃料利用率、降低排放物排放等方面具有重要的意义。
燃料电池动力系统的建模是通过对系统各个组件进行数学描述,从而实现对系统行为和性能的模拟和预测。
其主要包括对燃料电池堆、氧化剂循环系统、水循环系统、燃料处理系统等组件的建模。
其中,燃料电池堆的建模是燃料电池动力系统建模的核心,通过考虑质量、能量和动量等方面的平衡,以及燃料电池本身的特性,可以准确地描述燃料电池的工作过程和性能特点。
燃料电池动力系统的仿真研究则是通过建立的模型进行实际运行情况的模拟和预测。
在仿真过程中,可以通过调节输入参数、改变工况条件等来观察系统的响应和性能变化,从而对系统进行优化设计和性能评估。
通过仿真,可以评估燃料电池动力系统的整体性能,如功率输出、效率、响应时间等,以及各个组件的工作状态和相互之间的相互影响。
燃料电池动力系统的建模与仿真研究可以通过多种方法来实现。
一种常用的方法是通过建立基于物理方程的数学模型,如质量守恒、能量守恒、动量守恒等方程,结合实验数据进行参数拟合,从而获得更加准确的模型。
另外,还可以利用人工智能方法,如神经网络、遗传算法等来对系统进行建模和优化,以提高模型的准确性和仿真的效率。
燃料电池动力系统的建模与仿真研究对于推动燃料电池技术的发展具有重要的意义。
通过建立准确的数学模型并进行仿真分析,可以发现系统的潜在问题和瓶颈,并针对性地进行改进和优化。
此外,通过仿真可以降低实验成本和时间,加快燃料电池动力系统的研发进程。
因此,建立完善的燃料电池动力系统建模与仿真平台,将对推动燃料电池技术的商业化和应用具有重要的促进作用。
汽车智能驱动系统测试台研究与开发目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (4)1.3 国内外研究现状综述 (5)二、汽车智能驱动系统测试台概述 (7)2.1 测试台的功能需求分析 (8)2.2 测试台的基本结构设计 (9)2.3 测试台的技术指标要求 (11)三、智能驱动系统性能测试方法 (12)3.1 动力性能测试 (13)3.2 电气性能测试 (15)3.3 控制性能测试 (16)3.4 安全性能测试 (17)四、智能驱动系统可靠性与耐久性测试 (19)4.1 可靠性测试方案 (20)4.2 耐久性测试方案 (21)4.3 测试设备与工具选择 (22)五、智能驱动系统测试台软件开发与集成 (24)5.1 软件开发框架选择 (25)5.2 测试台软件功能设计 (26)5.3 测试台软件与硬件集成 (27)六、智能驱动系统测试台性能评估与优化 (28)6.1 测试台性能评估指标体系建立 (29)6.2 性能评估方法与流程 (30)6.3 性能优化策略与实施 (31)七、结论与展望 (33)7.1 研究成果总结 (34)7.2 存在问题与不足 (34)7.3 后续研究方向展望 (36)一、内容概括研究现状:分析当前汽车智能驱动系统测试台的发展现状,包括国内外技术差距、现有测试系统的优缺点以及面临的挑战。
技术原理:详细介绍汽车智能驱动系统的基本原理,包括驱动系统的构成、工作原理及其关键技术。
对测试台所需的技术原理进行阐述,如传感器技术、控制算法等。
测试台设计:探讨汽车智能驱动系统测试台的设计方案,包括硬件设计、软件设计以及测试流程。
详细阐述测试台的各项功能、性能指标及其实现方法。
研发流程:描述汽车智能驱动系统测试台的研发流程,包括研发计划的制定、开发过程、测试与验证等环节。
介绍在研发过程中可能遇到的难题及其解决方案。
实验与分析:展示汽车智能驱动系统测试台的实验数据与结果,对所研发的测试台性能进行分析,验证其可靠性和准确性。
燃料电池汽车是一种环保、高效、零排放的新能源汽车,其整车系统效率是评价其性能的重要指标之一。
为了有效地测试燃料电池汽车整车系统的效率,需要采用科学的实验方法进行测试。
本文将介绍一种燃料电池汽车整车系统效率测试实验方法,并对其步骤和意义进行详细探讨。
一、实验方法的基本原理燃料电池汽车整车系统效率测试实验方法的基本原理是通过测量整车系统在特定工况下的能量输入与输出,来评估整车系统的能量转换效率。
该方法主要包括动力源、驱动系统、能量管理系统和控制策略等方面的测试。
二、实验方法的步骤1. 确定测试工况首先需确定测试的工况,包括静态工况和动态工况。
静态工况下,可以通过实验台模拟整车系统运行的静态工况,例如常规路况行驶、高速公路行驶等;动态工况下,则需要在实际道路上进行测试,例如城市循环行驶、高速公路行驶等。
2. 进行动力性能测试接下来需要对整车系统的动力性能进行测试,包括加速性能、最高速度、爬坡能力等。
通过这些测试可以评估整车系统在不同工况下的动力性能表现。
3. 进行燃料消耗率测试在不同工况下,对整车系统的燃料消耗率进行测试。
通过这些测试可以评估整车系统在不同工况下的能量利用效率。
4. 进行能量管理系统测试通过对整车系统的能量管理系统进行测试,包括燃料电池、电池组、电机控制器等,来评估整车系统的能量转换效率和能量利用效率。
5. 进行控制策略测试最后需要对整车系统的控制策略进行测试,包括动力分配策略、能量管理策略等,来评估整车系统在不同工况下的控制策略表现。
三、实验方法的意义采用这种燃料电池汽车整车系统效率测试实验方法的意义在于能够全面、客观地评估整车系统的能量转换效率和能量利用效率,为燃料电池汽车的性能评价和优化提供重要依据。
该方法还能够指导燃料电池汽车的设计和制造,提高整车系统的能效水平。
四、结论一种燃料电池汽车整车系统效率测试实验方法是能够全面、客观地评估整车系统性能的重要手段之一。
通过科学的测试方法和严格的实验步骤,可以准确地评价整车系统的能量转换效率和能量利用效率,为燃料电池汽车的发展和推广提供有力支持。
基于Modelica的燃料电池整车能量管理策略仿真研究作者:麻胜南金薄于秋晔张彬彬来源:《无线互联科技》2022年第03期關键词:燃料电池;Modelica;能量管理0 引言燃料电池具有发电效率高、能量密度高、燃料加注时间短和零污染排放等优点,但功率响应性能较差,而且启动过程需要外部电源提供动力。
动力电池虽然能量密度较低,但功率响应快。
发挥燃料电池与动力电池两者优势,将两者进行混合驱动的新型汽车被认为是未来理想的汽车构型[1] 。
燃料电池车辆双动力源的存在使得能量管理控制策略显得尤为重要[2] 。
所以制定合理、有效的控制策略将整车的需求功率在两个动力源之间进行最佳分配是提高整车动力性和燃料经济性的关键[3] 。
本文以混合动力系统为基础,针对燃料电池汽车动力系统制定“燃料电池-动力电池”功率分配策略,应用Modelica 语言搭建整车模型,研究能量管理策略对燃料电池汽车燃油经济性的影响。
此外,本文还将仿真结果与试验结果进行对比,验证了模型的可行性与正确性。
1 燃料电池模型描述1. 1 混合动力系统拓扑结构“燃料电池—动力电池”混动系统的拓扑结构如图1 所示。
当前,燃料电池单电池的输出电压在0. 6 ~0. 8 V,受限于发动机舱的尺寸和电堆一致性的要求,整个电堆的单电池数一般小于400 片。
因此,整个电堆的对外输出电压并不满足燃料电池辅助系统设备的高电压要求。
另外,为了实现燃料电池与动力电池的电压匹配,也需要对燃料电池输出电压进行升压。
为了提高输出电压,一般在燃料电池电堆输出端连接DC/ DC 变换器进行升压处理[4] 。
因为DC/ DC 输出端的电压一般保持在恒定值,所以功率控制单元(PCU)可以通过DC/ DC 输出电流来控制燃料电池的输出功率,实现燃料电池与动力电池的功率分配。
本文所研究的混合动力系统以燃料电池为主动力源,并辅以动力电池。
在大多数情况下,单独由燃料电池为车辆供电,但当车辆所需的功率大于燃料电池的最大输出功率时,动力电池提供额外的功率作为补充。
燃料电池测试实验台的设计与研究邵孟;朱新坚;曹弘飞;吴瞾慧【摘要】A novelty fuel cell experiment plat was design for 7 kW PEMFC stacks.For the stability and reliability of this experiment plat,SIEMENS SIMATIC S7-1200 PLC was used for main controller.In this paper,an ANN (artificial neural network) method was presented that improves the temperature control of hydrogen dew point.The actual working state about the PEMFC stack can be simulated in the experiment plat.The hydrogen inlet pressure,air flow,coolant flow were adjusted for load change.The monitoring software was designed using LABVIEW software and communicated with main controller through Modbus TCP protocol.%设计了一种新型的7 kW燃料电池测试平台.西门子SIMATIC S7-1200 PLC作为主控制器,对实验台进行安全稳定控制.对于氢气露点温度的控制,采用了神经网络控制算法.以多变量输入和多点加热的方式,很好地解决了露点温度困难和冷凝水问题.该实验平台具有模拟实际工况功能,可根据负载变化自动调整各个变量以达到合理的值.使用LABVIEW软件设计了界面友好,功能强大的上位机软件.上位机软件与主控制器通过Modbus TCP协议通讯.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2017(041)007【总页数】3页(P994-995,1000)【关键词】燃料电池;测试平台;露点;工况模拟;LABVIEW【作者】邵孟;朱新坚;曹弘飞;吴瞾慧【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;江苏乾景新能源产业技术研究院有限公司,江苏镇江212143;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;江苏乾景新能源产业技术研究院有限公司,江苏镇江212143【正文语种】中文【中图分类】TM911.4由于日趋突出的能源危机和环境污染问题,燃料电池作为一种具有巨大前景的清洁能源,受到了国际社会的广泛关注。
汽车电控发动机实训台模拟故障设计1引言本文在观察和研究了目前的电控发动机实训台架模拟故障设置的布局、设置的方法、实现的功能以及教学的效率的基础上,再设计出更为紧凑的布局,利用分级开关以及相应的电路,把多个故障设置在一个开关上,另外本着对原部件的保护的角度出发,设置出一个更为符合实验室中用于教学使用的电控发动机实训台。
2电控发动机的发展背景由于化油器的发展极限,加上环境对汽车排放的严格控制,化油器式的汽车发动机已经被淘汰掉了,因为它已经不能满足发动机各种复杂的工况下的工作了,影响了发动的动力性和经济性等性能。
因此,应用而生的出现了电子控制燃油喷射系统(简称电控)。
这个可以追溯到1953 年美国bendix( 朋迪克斯)公司,1957 年朋迪克斯公司开始把电子控制燃油喷射系统应用到克莱斯勒轿车上。
电控燃油喷射系统发展到今天已经相当的成熟。
由于是电子控制的加上系统又复杂,所以就会出现各种故障,对修理人员也提出了更高的挑战。
3电控发动机实训台架的功用与优缺点3.1功能与作用汽车电控发动机的日常维护、保养以及专业维修工作, 要求从业人员必须掌握好汽车电控发动机的工作原理和专业维修技能。
近年来学院购置了一些汽车电控发动机实训台架。
在汽车电控发动机专业教学中, 汽车电控发动机实训台架是学生学习专业知识和训练专业技能所需的重要设备。
主要作用一是让学生认识汽车电控发动机系统中的各元器件性能, 掌握系统组成结构、工作原理和工作流程。
二是学生可通过在台架上的专业训练, 学会对电控发动机系统和元器件的维护保养知识, 掌握电控发动机系统( 元器件) 故障的检测、排除专业技能。
3.2现存优缺点汽车电控发动机实训台架故障设置的普遍类型是采用两档位的通断开关来实现通断故障,具有经济简单的优势,但是其台架故障设置单一,仅有通断故障设置,在现实生活中,汽车电控发动机故障存在多种多样,不能很好的反映出电控发动机在其他故障所体现的现象。
车辆动力仿真系统设计方案简介车辆动力学的仿真测试是车辆工程领域非常重要的一个环节。
模拟车辆动力学的仿真系统可以对车辆各种简单或复杂的工况进行测试和优化,从而提高汽车整体性能,缩短研发周期和成本。
因此,本文将介绍车辆动力仿真系统的设计方案,包括系统架构、模块设计和算法实现等。
系统架构车辆动力仿真系统包含三大部分:流程控制、数据处理和仿真核心。
其中,数据处理部分包括数据采集、数据传输和数据预处理三个模块;仿真核心则包括车辆动力学、车辆控制和整车模型三个模块。
模块设计1. 数据采集模块数据采集模块主要用于采集车辆的实时运行数据,如车速、油门踏板位置、车辆纵向加速度、转向角度等,可以采用CAN总线进行,以确保实时性和准确性。
2. 数据传输模块数据传输模块主要负责将采集到的数据传输到数据预处理模块,可以采用无线通信或有线通信两种方式。
3. 数据预处理模块数据预处理模块主要用于对采集到的车辆数据进行校验和预处理,以达到最佳的仿真效果。
4. 车辆动力学模块车辆动力学模块采用MATLAB/Simulink工具进行建模,以实现对车辆动力学行为的仿真模拟。
5. 车辆控制模块车辆控制模块采用基于模糊控制或PID控制策略,实现对车辆的动态稳定性控制,以确保仿真结果的可靠性。
6. 整车模型模块整车模型模块主要用于对车辆整体系统的仿真模拟,包括动力学和控制两个方面,采用多学科集成的方法,对车辆系统性能进行全面评估。
算法实现本文将采用MATLAB/Simulink和C++语言进行系统的算法实现,通过搭建仿真系统的原型和进行模块测试、联调,实现对车辆整体性能的仿真模拟、优化和评估。
总结车辆动力仿真系统的设计需要考虑多方面的因素,包括系统架构、仿真模型和算法实现等。
本文从三个方面介绍了车辆动力仿真系统的设计方案,希望能为车辆工程师们提供参考和借鉴,最终实现对车辆系统性能的全面优化。
1前言燃料电池汽车动力系统涉及燃料电池、动力蓄电池、电机及其控制等技术[1],燃料电池汽车最佳的匹配开发需要一套行之有效的动力系统匹配试验方法。
为满足新一代燃料电池汽车动力系统全部功率范围内精确加载及测试的需要,开发了燃料电池汽车动力系统匹配试验台。
该试验台实现了并行开发,即在缺少燃料电池或动力蓄电池的情况下,利用电源模拟设备也能够进行动力系统的联合调试及评价系统的动力性、经济性,且能做到驾驶员在环调试。
该试验台可模拟汽车行驶过程中的风阻、滚动阻力,将目前只能在转鼓上才能进行的试验内容转移到匹配试验台上进行,可节约试验成本,缩短动力系统开发周期,提高开发效率。
2试验台的系统方案联合调试或验证燃料电池汽车动力系统的控制策略与控制算法时,需要完备的试验条件。
燃料电池汽车动力系统仿真试验台的功能和开发要求如下:a.解决精确大范围加载问题;b.能够在整车装备前进行动力系统匹配标定;c.适应不同的燃料电池发动机、二次电源部觹基金项目:国家863项目资助(项目编号:2006AA11A101)。
3刘永木,刘旺生,李洪泽.SAE J1939标准下的汽车CAN通信报文/帧格式.长春工业大学学报,2004,24(1):53~55.4陈锡辉.Labview8.20程序设计.北京:清华大学出版社, 2007.5广州周立功单片机发展有限公司.CAN-bus通用测试软件及接口库函数库使用手册V1.9.6Johnson V H,Wipke K B,Rausen D J.HEV Control Strategy for Real-time Optimization of Fuel Economy and Emissions.SAE2000-01-15.7邓亚东,高海鸥,王仲范.并联式混合动力电动汽车控制策略研究.武汉大学学报,2004,37(3):139~144.8张彤,袁银南,朱磊.基于超级电容的并联混合动力轿车的开发.内燃机工程,2008,29(1):1~5.(责任编辑文楫)修改稿收到日期为2008年12月15日。
燃料电池汽车动力系统仿真试验台开发觹钟再敏孔勇进徐志俊(同济大学)【摘要】为满足燃料电池汽车动力系统全部功率范围内精确加载及测试的需要,开发了燃料电池汽车动力系统仿真试验台,介绍了该试验台的系统方案及电源模拟技术和惯量模拟技术。
该试验台以双向DC-DC变化器模拟燃料电池,以电模拟方式进行驶使阻力的模拟和控制,通过控制电机的速度变化率实现惯量模拟。
通过调试试验,得到了设计预期的电源模拟和惯量模拟效果。
主题词:燃料电池汽车试验台电源模拟惯量模拟中图分类号:U467.5文献标识码:A文章编号:1000-3703(2009)02-0050-04The Development of FCV Powertrain Simulation Test BenchZhong Zaimin,Kong Yongjin,Xu Zhijun(Tongji University)【Abstract】In order to meet accurate loading and testing requirements in the whole power range of FCV powertain, the simulation test bench is developed and the system scheme,power simulation technology and inertia simulation technology of this test bench are also introduced in this paper.The test bench uses a two-way DC-DC variator to simulate fuel cell and uses electric simulation to simulate and control running resistance,and the inertia simulation is realized by controlling the motor’s speed.The power simulation and inertia simulation effects complies with the expected results through commissioning tests.Key words:Fuel cell vehicle,Test bench,Power simulation,Inertia simulation 50——汽车技术2009年第2期件、电流变换装备类型配置;d.具有一定的电源模拟功能;e.能够对动力系统技术平台的动力性、经济性进行评测及系统匹配标定。
该试验台由大功率测功机、整流逆变设备、驱动电机、扭矩仪等设备及具备支撑、传动、连接等作用的装置组成[2~4]。
动力匹配平台原理如图1所示,测功机、扭矩仪和驱动电机(电机)按顺序依次安装固定在平台上,相邻部件之间通过联轴器机械连接。
由燃料电池(FCE )为电机提供电能,电机将电能转化为机械能从电机的输出端通过联轴器、扭矩仪传输给测功机,测功机将所获得的机械能转化为电能,通过电源柜(整流器和逆变器)将电能回馈给电网。
也可以在无汽车外部能源的情况下(缺少燃料电池)通过开关柜切换电源,直接由DC /DC 变换器给电机供电,实现电功率和机械功率的闭环,进而节约电能。
图1动力匹配平台原理示意3电源模拟设计该试验台时配备了电源模拟系统,可直接通过整流器从电网获取电能供给驱动电机。
双向DC /DC 变换器用于模拟燃料电池输出特性曲线,使试验台在缺少燃料电池的情况下仍能正常进行试验,大大降低了试验进程的不确定性。
3.1双向DC /DC 变换器原理该试验台所作的电源模拟(模拟燃料电池)就是从电源柜中获取700V 的高压直流电,然后通过双向DC /DC 变换器[5](见图2)转换为随输出电流的增加而逐步降低的输出电压。
图2双向DC /DC 变换器原理示意双向DC /DC 变换器的主要功能是将电源柜中的高压直流电降为低压直流电(设拟定电压为400V ,与动力蓄电池组的输出电压相似)为驱动电机供电,或在车辆制动能量回馈试验中将低压直流电(400V ,为驱动电机反拖所产生的电能)升到700V ,反馈电网。
所以,所设计的双向DC /DC 变换器具有能量的双向流动功能。
3.2电源模拟模块测功机通过2个整流逆变驱动器与电网相连,驱动器两端分别是通向电网的三相交流电和通向测功机的三相交流电,而2个驱动器之间是可控直流电。
电源模拟模块就是取这2个驱动器之间直流电压,经过电源模拟模块的处理,输出类似于燃料电池或动力蓄电池输出特性的直流电压,供给被测燃料电池汽车的动力控制系统,以带动驱动电机运转。
电源模拟模块如图3所示。
图3电源模拟模块示意燃料电池输出的是直流电压,所以电源模拟模块就是一个大功率的电压闭环直流-直流变换器。
通过调试试验,该双向DC /DC 变换器在630V 的输入电压下,通过单个电感的电流波形如图4所示,测得平均电流为65A ,其输出电压稳定在400V 。
由图2可知,变换器采用的是三路并联结构,则3个电感总电流达到195A ,于是总功率达到了78kW ,可直接给电机驱动器供电,在缺少电池的情况下保证了试验的进行,基本达到了电源模拟的目标。
图4双向DC /DC 变换器电感上的电流波形4惯量模拟现有动力系统匹配平台大都采用电惯量模拟和机械惯量模拟的混合方式,用测功机模拟道路阻力和空气阻力,用飞轮组模拟加速阻力[6],且由于不同汽车的等效惯量不同,需要加装不同的飞轮组,大大增加了安装及试验的准备时间。
而所设计的汽车动力匹配试验台采用电模拟方式进行行驶阻力的模拟和控制,不再采用飞轮,因而大大缩短了试验准备时电机驱动器PCU整流/逆变电网测功机扭矩仪整流/逆变电机双向DC /DC开关柜燃料电池ECU三相电直流电机械连接IPMQ1+C1高压端700VQ2D1Q3D3Q5D5L1L2L3D2Q4D4Q6D6低压端400V+C2测功机电网380V整流/逆变整流/逆变640V双向DC /DC三相电直流电807060电流/A20406080100120时间/s51——间。
4.1汽车行驶阻力的计算加载该试验台采用测功机来施加滚动阻力、空气阻力、坡度阻力及加速阻力,而行驶阻力的大小将根据车速、所模拟的路面状况及车辆本身的技术参数来确定。
在该试验台中,将行驶阻力分为非惯性阻力(滚动阻力、空气阻力和坡度阻力)和惯性阻力分别加载[7]。
4.1.1非惯性阻力的计算在试验时,通过测功机上的增量式编码器可得到驱动电机的转速n,根据驱动电机转速或发动机转速与汽车行驶速度之间的转换关系计算出相应的车速,然后根据汽车行驶阻力F r(不包括惯性阻力,车辆处于匀速状态)的计算式(1)计算出汽车在不同行驶工况下的行驶阻力。
电机驱动器通过转矩仪读出作用在测功机上的力矩,通过式(1)反推出驱动电机理论上的转速,然后由编码器实时跟踪驱动电机的转速,以转速闭环来实时控制整个驱动系统的转速。
F r=F f-F w+F i=G·f·cosα+C D·A·u2a21.15·G·sinα(1)u a=0.377r·ng0(2)式中,F f为滚动阻力;F w为空气阻力;F i为坡度阻力,G为汽车质量;f为滚动阻力系数;α为坡度;C D为空气阻力系数;A为迎风面积;u a为车速;r为车轮半径;i g为变速器传动比;i0为减速器传动比。
然后可根据式(3)得出作用在驱动电机上的阻力矩T r,这也是测功机施加给驱动电机的阻力矩:T r=F r·ri g·i0·ηT(3)式中,ηT为传动系统的机械效率。
由式(2)和式(3)可得到转矩/转速关系式为:T r=G·f·cosα+C D·A·n2·r26.72×10-3ig2·i2+G·sinααα·r/i g·i0·ηT(4)4.1.2惯性阻力的计算在汽车加速行驶时,需要克服其质量加速运动时的惯性力,即加速阻力F j。
汽车质量分为平移质量和旋转质量两部分,加速时不仅平移质量产生惯性力,旋转质量也产生惯性力偶矩。
为方便计算,一般将旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力。
对于固定传动比的车辆,常以系数δ作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车旋转质量换算系数,δ主要与汽车飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量及传动系的传动比相关,由下式推出:δ=1+1∑I w+1·I f·i2g·i2·ηT(5)式中,I w为车轮的转动惯量;I f为飞轮的转动惯量。