燃料電池汽車(chē)車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)及工況經(jīng)濟(jì)性測(cè)試方法，屬于燃料電池汽車(chē)車(chē)載測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問(wèn)題，本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種硬件可靠、功能全面的燃料電池汽車(chē)車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括便攜式工控機(jī)，插在所述便攜式工控機(jī)ＰＣＩ擴(kuò)展槽內(nèi)的雙口隔離型ＣＡＮ接口卡和多功能數(shù)據(jù)采集卡，信號(hào)調(diào)理單元，車(chē)速、溫度、壓力傳感器，司機(jī)液晶屏，以及分屏器。本發(fā)明專利技術(shù)還公開(kāi)了一種采用上述測(cè)試系統(tǒng)的工況經(jīng)濟(jì)性測(cè)試方法，該方法通過(guò)司機(jī)液晶屏顯示預(yù)先設(shè)定的工況及誤差帶曲線，司機(jī)按照該曲線駕駛，所述系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)工況經(jīng)濟(jì)性測(cè)試，更準(zhǔn)確地反映燃料電池汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行工況下的經(jīng)濟(jì)性情況。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及應(yīng)用在燃料電池汽車(chē)道路試驗(yàn)中對(duì)整車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行測(cè)試的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及工況經(jīng)濟(jì)性測(cè)試方法。
技術(shù)介紹
燃料電池汽車(chē)是一種清潔能源汽車(chē)，與傳統(tǒng)的汽車(chē)有很大的不同。燃料電池汽車(chē)采用氫氣為燃料，其動(dòng)力系統(tǒng)一般采用蓄電池混合動(dòng)力系統(tǒng)。燃料電池汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性測(cè)試與傳統(tǒng)汽車(chē)也有很大的不同，需要測(cè)量氫氣消耗量，還需要測(cè)量車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中蓄電池充電或放電能量，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。汽車(chē)在研發(fā)過(guò)程中需要通過(guò)道路試驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的測(cè)試，目前燃料電池汽車(chē)在世界范圍內(nèi)還處于研發(fā)階段，目前還沒(méi)有比較成熟的車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法。現(xiàn)有的汽車(chē)道路試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)中，如專利技術(shù)專利“車(chē)載測(cè)試系統(tǒng)”(專利號(hào)CN200310113246.1，公開(kāi)日期2004.11.10)，用于汽車(chē)碰撞試驗(yàn)的數(shù)據(jù)測(cè)量，不能用于汽車(chē)經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)的測(cè)試。該系統(tǒng)硬件部分基于單片機(jī)，功能有限，很難進(jìn)行功能擴(kuò)展。另外文獻(xiàn)“汽車(chē)性能試驗(yàn)測(cè)試與分析系統(tǒng)”(世界汽車(chē)，2000年第6期)中提到一種汽車(chē)性能試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，主要是針對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)的性能測(cè)試，燃料電池汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性測(cè)試有其特殊性，需要測(cè)量氫氣消耗量并根據(jù)蓄電池的能量消耗對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。該系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行燃料電池汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性測(cè)試。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)硬件可靠、功能全面的燃料電池汽車(chē)車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)，并且提出一種燃料電池汽車(chē)工況經(jīng)濟(jì)性測(cè)試方法，能夠準(zhǔn)確地測(cè)試燃料電池汽車(chē)在實(shí)際運(yùn)行工況下的燃料經(jīng)濟(jì)性。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下本專利技術(shù)所述的燃料電池汽車(chē)車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)，包括便攜式工控機(jī)；插在所述便攜式工控機(jī)PCI擴(kuò)展槽內(nèi)的雙口隔離型CAN接口卡，所述雙口隔離型CAN接口卡還與整車(chē)CAN總線連接，用于采集蓄電池電壓電流數(shù)據(jù)；插在所述便攜式工控機(jī)PCI擴(kuò)展槽內(nèi)的多功能數(shù)據(jù)采集卡； 具有車(chē)速、溫度和壓力傳感器輸入通道的信號(hào)調(diào)理單元，所述信號(hào)調(diào)理單元將傳感器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓和脈沖信號(hào)，通過(guò)連接電纜與所述多功能采集卡連接；分別通過(guò)信號(hào)電纜與所述信號(hào)調(diào)理單元連接的車(chē)速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；分屏器，所述分屏器接收所述便攜式工控機(jī)輸出的VGA信號(hào)，并輸出兩路VGA信號(hào)，一路VGA信號(hào)給所述便攜式工控機(jī)的液晶屏，另外一路VGA信號(hào)給安裝在司機(jī)前方的司機(jī)液晶屏。其中，所述信號(hào)調(diào)理單元包括接線端子板，以及與所述接線端子板輸入端相連接的跟蹤濾波器、電壓隔離模塊、溫度調(diào)理模塊；所述車(chē)速傳感器經(jīng)過(guò)所述跟蹤濾波器輸出標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)至接線端子板；所述壓力傳感器經(jīng)過(guò)所述電壓隔離模塊輸出0～10V電壓信號(hào)至接線端子板；所述溫度傳感器經(jīng)過(guò)所述溫度調(diào)理模塊輸出0～10V電壓信號(hào)至接線端子板；所述接線端子板通過(guò)68針信號(hào)電纜與所述多功能數(shù)據(jù)采集卡連接。本專利技術(shù)所述的燃料電池汽車(chē)車(chē)載工況經(jīng)濟(jì)性測(cè)試方法如下。首先，在車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)中載入預(yù)先設(shè)定的工況及誤差帶曲線，并在司機(jī)液晶屏上顯示出來(lái)，駕駛員根據(jù)司機(jī)液晶屏上顯示的工況曲線駕駛汽車(chē)；然后，利用車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟1)記錄起始的氫氣壓力和溫度；2)以不低于20Hz的速率記錄蓄電池電壓電流信號(hào)，并進(jìn)行積分計(jì)算得到蓄電池的輸入或輸出能量；3)全部工況運(yùn)行結(jié)束后，記錄當(dāng)前氫氣壓力、溫度以及實(shí)際的行駛里程；4)根據(jù)工況運(yùn)行前后氫氣壓力和溫度數(shù)據(jù)計(jì)算出消耗的氫氣質(zhì)量，將蓄電池能量按氫氣低熱值等效折算成氫氣質(zhì)量，然后根據(jù)行實(shí)際行駛里程計(jì)算出以百公里氫氣消耗量表示的工況經(jīng)濟(jì)性測(cè)試結(jié)果。本專利技術(shù)開(kāi)發(fā)的，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果1)能夠通過(guò)CAN通訊接口直接采集CAN總線的數(shù)據(jù)獲得蓄電池電壓電流信號(hào)，能夠通過(guò)采集氫氣溫度壓力信號(hào)測(cè)量氫氣消耗量，能夠?qū)崿F(xiàn)燃料電池汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性測(cè)試的數(shù)據(jù)采集和處理。2)采用便攜式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，工業(yè)級(jí)通訊接口卡和數(shù)據(jù)采集卡，以及具有隔離濾波作用的信號(hào)調(diào)理單元，保證了硬件系統(tǒng)的可靠性和抗干擾性。軟件采用虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)顯示、試驗(yàn)流程控制和數(shù)據(jù)處理功能。采用虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)使得軟件具有更高的可靠性和友好的人機(jī)界面。3)通過(guò)司機(jī)液晶屏幕顯示預(yù)定義車(chē)速曲線和實(shí)際車(chē)速曲線，司機(jī)按照該曲線駕駛，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)工況經(jīng)濟(jì)性測(cè)試，能更準(zhǔn)確的反映燃料電池汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行工況下的經(jīng)濟(jì)性情況。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)所述燃料電池汽車(chē)車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為信號(hào)調(diào)理單元的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本專利技術(shù)所述車(chē)載工況經(jīng)濟(jì)性測(cè)試方法的流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本專利技術(shù)。圖1顯示了本專利技術(shù)所述的燃料電池汽車(chē)車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，在圖1中，所述測(cè)試系統(tǒng)包括便攜式工控機(jī)，采用Apollo 150便攜式工控機(jī)，配置為P42.0G/256M內(nèi)存/60G硬盤(pán)，采用WINDOWS XP操作系統(tǒng)；插在所述便攜式工控機(jī)PCI擴(kuò)展槽內(nèi)的雙口隔離型CAN接口卡PCI-7841，所述雙口隔離型CAN接口卡還與整車(chē)CAN總線連接，用于采集蓄電池電壓電流數(shù)據(jù)；整車(chē)CAN總線一般包括以下節(jié)點(diǎn)整車(chē)控制器(VCU)、燃料電池(FC)、DCDC變換器(DCDC)、蓄電池(Bat)和電機(jī)(Motor)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)CAN總線傳遞信息；插在所述便攜式工控機(jī)PCI擴(kuò)展槽內(nèi)的多功能數(shù)據(jù)采集卡PCI-6023E，所述多功能數(shù)據(jù)采集卡PCI-6023E具有16路12位AD輸入通道，2路24位計(jì)數(shù)輸入通道；具有車(chē)速、溫度和壓力傳感器輸入通道的信號(hào)調(diào)理單元，所述信號(hào)調(diào)理單元將傳感器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓和脈沖信號(hào)，通過(guò)連接電纜與所述多功能采集卡PCI-6023E連接；分別通過(guò)信號(hào)電纜與所述信號(hào)調(diào)理單元連接的車(chē)速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，所述車(chē)速傳感器可采用光電式車(chē)速傳感器；分屏器，所述分屏器接收上述便攜式工控機(jī)輸出的VGA信號(hào)，并輸出兩路VGA信號(hào)，一路VGA信號(hào)給所述便攜式工控機(jī)的液晶屏，另外一路VGA信號(hào)給安裝在司機(jī)前方的司機(jī)液晶屏。整個(gè)系統(tǒng)的工作流程是Apollo 150便攜式工控機(jī)通過(guò)CAN接口卡PCI-7841采集CAN總線數(shù)據(jù)，得到蓄電池電壓電流數(shù)據(jù)。通過(guò)多功能數(shù)據(jù)采集卡PCI-6023E采集車(chē)速信號(hào)，得到車(chē)速和行駛早程數(shù)據(jù)。通過(guò)多功能數(shù)據(jù)采集卡PCI-6023E采集氫氣壓力溫度信號(hào)，得到氫氣溫度壓力數(shù)據(jù)。在司機(jī)液晶屏上顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及曲線。通過(guò)便攜式工控機(jī)的鍵盤(pán)輸入接收操作員的操作命令。圖1中的信號(hào)調(diào)理單元的一種具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。信號(hào)調(diào)理單元包括接線端子板，以及與所述接線端子板輸入端相連接的跟蹤濾波器、電壓隔離模塊、溫度調(diào)理模塊。所述車(chē)速傳感器經(jīng)過(guò)所述跟蹤濾波器輸出標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)至接線端子板；所述壓力傳感器經(jīng)過(guò)所述電壓隔離模塊輸出0～10V電壓信號(hào)至接線端子板；所述溫度傳感器經(jīng)過(guò)所述溫度調(diào)理模塊輸出0～10V電壓信號(hào)至接線端子板；所述接線端子板通過(guò)68針信號(hào)電纜與多功能數(shù)據(jù)采集卡PCI-6023E連接。信號(hào)調(diào)理單元內(nèi)還設(shè)有開(kāi)關(guān)電源，輸入為220V交流，輸出24V直流給車(chē)速傳感器供電，輸出12V直流給電壓隔離模塊和溫度調(diào)理模塊供電，輸出12V直流給分屏器供電。Apollo 150便攜式工控機(jī)中存儲(chǔ)的軟件采用虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車(chē)車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試功能。包括等速經(jīng)濟(jì)性測(cè)試和工況經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)顯示、試本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
燃料電池汽車(chē)車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試系統(tǒng)包括：便攜式工控機(jī)；插在所述便攜式工控機(jī)ＰＣＩ擴(kuò)展槽內(nèi)的雙口隔離型ＣＡＮ接口卡，所述雙口隔離型ＣＡＮ接口卡還與整車(chē)ＣＡＮ總線連接，用于采集蓄電池電壓電流數(shù)據(jù)；插 在所述便攜式工控機(jī)ＰＣＩ擴(kuò)展槽內(nèi)的多功能數(shù)據(jù)采集卡；具有車(chē)速、溫度和壓力傳感器輸入通道的信號(hào)調(diào)理單元，所述信號(hào)調(diào)理單元將傳感器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓和脈沖信號(hào)，通過(guò)連接電纜與所述多功能采集卡連接；分別通過(guò)信號(hào)電纜與所述信號(hào)調(diào) 理單元連接的車(chē)速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；分屏器，所述分屏器接收所述便攜式工控機(jī)輸出的ＶＧＡ信號(hào)，并輸出兩路ＶＧＡ信號(hào)，一路ＶＧＡ信號(hào)給所述便攜式工控機(jī)的液晶屏，另外一路ＶＧＡ信號(hào)給安裝在司機(jī)前方的司機(jī)液晶屏。
【技術(shù)特征摘要】
1.燃料電池汽車(chē)車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試系統(tǒng)包括便攜式工控機(jī)；插在所述便攜式工控機(jī)PCI擴(kuò)展槽內(nèi)的雙口隔離型CAN接口卡，所述雙口隔離型CAN接口卡還與整車(chē)CAN總線連接，用于采集蓄電池電壓電流數(shù)據(jù)；插在所述便攜式工控機(jī)PCI擴(kuò)展槽內(nèi)的多功能數(shù)據(jù)采集卡；具有車(chē)速、溫度和壓力傳感器輸入通道的信號(hào)調(diào)理單元，所述信號(hào)調(diào)理單元將傳感器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電壓和脈沖信號(hào)，通過(guò)連接電纜與所述多功能采集卡連接；分別通過(guò)信號(hào)電纜與所述信號(hào)調(diào)理單元連接的車(chē)速傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器；分屏器，所述分屏器接收所述便攜式工控機(jī)輸出的VGA信號(hào)，并輸出兩路VGA信號(hào)，一路VGA信號(hào)給所述便攜式工控機(jī)的液晶屏，另外一路VGA信號(hào)給安裝在司機(jī)前方的司機(jī)液晶屏。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池汽車(chē)車(chē)載經(jīng)濟(jì)性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)調(diào)理單元包括接線端子板，以及與所述接線端子板輸入端相連接的跟蹤濾波器、電壓隔離模塊、溫度調(diào)理模塊；所述車(chē)速傳感器經(jīng)過(guò)所述跟蹤濾波器輸出標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號(hào)至接線端子板...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金振華，盧青春，聶圣芳，高大威，閻東林，魏紅軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：清華大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：11[中國(guó)|北京]
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