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基于数据耦合的混合动力汽车分布式测试平台

配件参阅 2022-4-5 10:26 Au: 我在车城

针对于正向开辟进程中存在的整车性能测试与策略验证,今朝有三种方式被普遍采用,即模子在环(Model in the loop, MIL)、硬件在环(Hardware in the loop, HIL)与整车在环(Vehicle in the loop, VIL),别离应用于车辆研发进程的各个阶段。传统的HIL受测试空间限制,一方面会丧失被测对象的硬件拓扑配置可编辑性,一方面传统HIL可还原的测试场景有限,且较难同步反应交通流、情况温度、海拔高度以及驾驶气概的变化。


夹杂动力汽车(HEV)系统具有多能量源耦合的特点,针对其集成化驱动系统的HIL测试只能通过对原有测试平台的革新实现(如在原有发动机HIL上通过转矩耦合器并入被测动力总成驱动机电,以实现对于HEV 集成化驱动系统的模拟),造成测评本钱增高。散布式在环测试平台(Distributed—X in the Loop, D-XIL)为解决上述问题提供了有效技术路径。


2 整体架构


D-XIL最大化操纵了HEV硬件在环(HIL)测试设备的硬件根本,通过数据耦合的思想,将作为中心控制节点的服务器,作为实车在环(VIL) 的纯电动汽车(EV),与作为模拟HEV子系统的发动机硬件在环实验台架(Engine in the loop,EIL)以及电池硬件在环实验台架(Battery in the loop,BIL)整合在一起,从而组合为具有实车在环的散布式HEV性能测试平台(Distributed—Vehicle in the Loop, D-VIL) ,整体架构如图1所示。

图1 测试平台整体架构


“散布式”即在测试实施进程中,被测车辆实体、动力总成、电池系统以及整车或子系统控制器为物理分隔安插形式,如图2所示。

图2 试验硬件物理耦合架构及地理位置散布


3 数据通讯方式


假如硬件间的数据耦合与数据交换交由互联网实现,则测试平台进化为基于互联网的散布式实车在环测试平台(Internet Distributed—Vehicle in the Loop, ID-VIL),在构建互联网散布式HIL拓扑时,需要在原有系统上选择若干“耦合点”,断开其对应的物理耦合关系,改用基于数据通讯的数据耦合关系替换。数据耦合架构如图3所示。

图3 数据耦合架构


在测试的实施进程中,通过车联网将被测EV接入散布式系统,测试平台数据链的流向将发生变化。虽然整个系统的网络拓扑仍为服务器(Cloud Server)→客户端(包括EIL,BIL和EV) 模式,可是此刻数据流交换的肇端逻辑端将变成被测EV真个驾驶员输入。测试平台会首先将驾驶员输入送入Cloud Server,随后Cloud将按照HEV 整车模子计较各个HIL(包括发动机和电池)所需的功率输出并发送,接着各个HIL 按照Cloud Server的需求调剂自身输出并将当地传感器实际丈量到的输出回传给Cloud Server,Cloud Server再按照HEV 整车模子整合各个HIL 反馈的实际输出获得整车实际可用的驱动转矩并将其发送给EV,最后EV将Cloud Server回传的整车驱动转矩作为车载机电驱动转矩的给定值,测试进程中的数据交换架构如图4所示。

图4 数据交换架构


4 小结


具有高数据传输速率与低延迟网络等众多上风的5G移动通讯技术迅猛发展和未来的商业化应用将解决ID-VIL实现的最大瓶颈,云端数据传输和数据交换可靠性的进一步保证提升了ID-VIL在车辆的正向开辟及整体性能测试评价方面的应用潜力,从总体上来说,ID-VIL具有以下几个明显优点:


(1) 解决测试评价硬件拓扑构型限制,被测EV无需安装夹杂动力系统(其中包括发动机或电池),通过与Cloud Server的数据耦合便可以使得其动力特性与安装了夹杂动力系统的HEV一致;


(2) 突破测试评价地域限制,使得跨地域测试评价未来可期;


(3) 拓展测试评价范围,实车测试比循环工况(如NEDC或UDDS)更能反应真实情况(如天气或交通拥堵),提升整车能量治理策略的邃密化匹配;别的,加入测试评价职员主观驾乘感受,便于整车综合性能的精准化优化。


参考文献


[1] Zhang, Yi, et al. "Internet-distributed vehicle-in-the-loop simulation for HEVs." IEEE Transactions on Vehicular Technology 67.5 (2018): 3729-3739.


[2] Niu, Wenxu, et al. "Transparency of a Geographically Distributed Test Platform for Fuel Cell Electric Vehicle Powertrain Systems Based on X-in-the-Loop Approach." Energies 11.9 (2018): 2411.




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