摘要：随着科学技术的发展，我国人民生活水平的日益提高，越来越多的人开始重视新能源汽车的开发研究。众所周知，新能源汽车试验台是进行新能源汽车相应开发和测试工作的主要设备，该设备的出现为新能源汽车提供了相关汽车部件的合理选型以及新能源汽车参数配备等方面的保障，不仅如此，系能源汽车试验台还在一定程度上提升了新能源汽车的研发效率。
关键词：电动汽车测控系统研究
引言
发展新能源汽车已经上升为国家战略，对缓解环境和能源压力，推动汽车产业转型升级，具有重要意义。但是我国新能源汽车产业还处于刚刚起步阶段，新能源汽车技术并不先进，在整车和关键零部件的研发和试生产过程中瓶颈凸显。新能源汽车试验台的最终建立，可以用于对整车及其零部件进行调试、标定以及各种性能试验，从而大幅度减少整车试验和标定的时间和工作量，降低风险和成本。
1试验台基本结构
新能源汽车试验台系统由机械部件和测控系统两大部分组成。新能源汽车试验台是一套复杂的系统，它不仅需要模拟新能源汽车不同的运行工况和工作模式，而且能够对新能源汽车关键零部件进行测试。试验台建设的目标是一个能够全面实现新能源汽车测试的平台，包括混合动力、纯电动、燃料电池等电动车辆的混合驱动系统、复合制动系统等核心底盘控制技术的研发和测试。试验台由控制器、发动机、开关磁阻电动机、电源、电磁离合器、自动变速器、车轮、ABS制动器、齿轮减速器、直流电力测功机、惯性飞轮和传感器等组成。
通过PCI-1716和PCI-1780两个数据采集卡接收传感器的信号，实时监测试验台的运行状态，并进行波形显示与数据存储。电磁离合器通过数据采集卡DO输出功能进行分离和闭合。采用LabVIEW调用DLL实现直流电力测功机与工控机的CAN通讯，并实现汽车行驶负载的台架模拟。通过RS232-485转换器实现工控机与电动汽车试验电源的通讯。发动机和电机的控制由D2P输出信号来实现。
2组成方案
2.1电源模块
想要成功试验电机，我们就必须确保电源的稳定性以及合理性，在完成电网取电程序后，研究者还应当以蒸整流装置为手段，使直流电实现驱动输入，值得注意的是，在整个电机试验的过程中，应当做到科学合理的监测三相电压和三相电流以及相应的直流电压电流，与此同时，还要确保电网输出功率在80W以内，电压在220V以内，电流在121A以内。如果按照70W计算整流装置中最大功率，那么在进行相关试验的时候，我们就能够确保电压在280V以内。根据上述情况，我们不难发现定位整流装置中的时候，我们应将电压定位在280V以内，并确保最大输出电流值应为250A。
2.2负载加载模块
通常情况系啊，进行负载加载的时候要采用电涡流测功机进行，在这种情况下，我们必须以负载大小为主要依据对励磁电流进行设定，除此之外，还应当注意的是，测控机测量仪会通过相应串口实现相关转速和扭矩的工控机传递。
2.3设备选择
我们可以以相关输出信号为主要依据来选择设备，从而进一步明确传感器方案。从本质上来说，所采用的电压信号应处于15路和0V到5V之间，值得注意的是，还要着重检测PWM发生器中的电压信号与测功机励磁电流信号。现如今，我们所采用的USB数据采集板通常情况下为SB7888型号采集板和USB7861型号采集板这两大类。在选取相应USB采集板的过程中，还应当分考虑USB采集板的使用是否方便。
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3试验台控制系统设计
3.1发动机油门控制
油门执行器采用PID控制方案，控制流程如图5所示，模拟输入通道采集油门执行器的位置信号转换成0~5V电压信号之后与电子油门踏板位置进行比较得到偏差，当偏差小于稳态误差，则油门执行器控制完成，当偏差大于稳态误差，PID控制器立即产生控制作用，按设定的整定参数进行调节，通过控制PWM输出来控制油门驱动电机的旋转以减小偏差使系统稳定下来。运行过程中由LabVIEW进行数据采集和存储。
3.2电机的转矩控制
试验台采用弱电控制强电的方式对电机进行转矩控制。驾驶员的操作指令通过电子油门踏板将信号输入到D2P，D2P采集模拟输入信号转化成0~5V的可变电压信号，输出PWM到外接RC滤波器，经滤波的直流信号输入到主控制器，通过主控制器的控制算法输出回路中PWM电路的控制电压，控制电压通过改变占空比来控制电机端电压的平均值，调节电机的转矩。
3.3电磁离合器的控制
电磁离合器采用数控开关进行分离和闭合。LabVIEW利用采集卡DO输出数字信号控制开关。PCI-1716数据采集卡提供了2个Port端口，通过配置DIOWriteBit函数信息，可以控制离合器的数字信号输出。
3.4台架行驶阻力的模拟
新能源汽车试验台采用机—电模拟的方式实现行驶负载的台架模拟。台架试验时，通过转矩转速传感器来实时监测试验台各部件的运行状态，然后根据采集的转矩转速以及模拟的路面状况、整车参数等计算出汽车在行驶中的各种阻力及其功率，加速阻力用机械模拟装置加载，其它的阻力功率通过控制测功机，使理论上的行驶阻力功率和台架模拟的阻力功率趋于一致，达到动态模拟行驶负载的目的。
3.5测控系统界面开发
新能源汽车试验台测控系统的控制界面由输入控件和显示控件组成。输入控件将数据传送给程序面板的函数节点，为其提供数据控制执行机构；显示控件显示采集的数据并进行波形显示。测控系统界面主要由三部分组成，第一部分是仪器仪表面板，用于通道设置和主要数据的图表、波形图显示，波形显示可根据需求选择不同的曲线样式与颜色；第二部分是电磁离合器、测功机、油门输出的控件，通过各个开关按钮来实现对控制对象的操作；第三部分是整个试验台的全部数据采集监控面板，可以设置数据格式与精度，用于整个试验过程中的动态数据监测。各个子面板都有状态指示灯，用于监控试验状态与故障报警，当程序处于暂停或硬件连接错误时，指示灯会变红。测控系统界面接近于真实的仪器仪表面板，人机互动应用方便、界面友好、简单易懂。
4测控系统软件开发方案
（1）在开发测控系统软件的过程中，应用测控软件必须与相关标准保持一致，不仅如此，开发测控系统还应当具备比较便利的功能拓展空间，如果，在这个过程中，研究者忽略了软件功能拓展，那么就会在一定程度上加剧了系统整体的复杂性，并降低软件灵活力。因此，应该设计出更多更好的系统运行的软件。在软件开发过程中应着重研究软件可维护性能，一般情况下，部分软件一般难以维护且无法修改，这这就需要我们充分考虑软件系统的维护。
（2）缩短开发软件周期和提高软件开发质量过程中应当遵循代码重用性原则，这样可以使重用少部分程序，进一步缩短开发周期。值得注意的是，软件开发的可读性能够为软件修改及件拓展提供相应的可行性空间。
结束语：
总而言之，在合理运行的同时新能源汽车必须以新能源作为能源基础，并在此过程中新能源为动力进行相应的车辆驱动。因为新能源汽车可以使用新能源进行车辆驱动，从而实现了能源的保护。本文以现阶段我国新能源汽车试验台搭建现状为切入点，系统的阐述和分析了电动汽车试验台测控系统开发以及应用，旨在为我国新能源汽车行业的发展做出自己的贡献。
参考文献：
[1]张冠哲，宋大为. 新能源汽车试验台测控系统研发[J]. 机械设计与制造. 2017（11）
[2]欧阳明高. 中国新能源汽车的研发及展望[J]. 科技导报. 2016（06）
[3]新能源汽车政策引发国内超级电容器开发热潮[J]. 电子元件与材料. 2015（01）
[4]张冠哲，宋大为. 新能源汽车试验台测控系统研发[J]. 机械设计与制造. 2014（11）
论文作者:龙玉全,谢运和,罗堃,宋英武
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/1
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