10.16638/jki.1671-7988.2021.03.057
教学系统开发*
jeep新大切诺基阎文兵1，李晓霖1，左姗姗1，王文安2
（1.天津职业技术师范大学，天津300222；2.天津圣纳科技有限公司，天津300384）
摘要：动力驱动系统作为混合动力汽车的重要组成部分，如何将该部分的重要结构、工作原理教给学生，提升学生对所学知识的掌握及应用具有重要的意义。基于此，文章进行了混合动力汽车动力驱动系统一体化实验教学系统的开发，该系统不仅能直观地反映油电混合动力汽车动力驱动总成的结构、组成，而且能够直观对照电路图分析控制系统的工作原理，便于学生学习，帮助学生理解掌握，有助于提升教学质量。
关键词：混合动力汽车；动力驱动系统；实验教学
中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)03-182-03
Development of Integrated Experimental Teaching System for Hybrid Electric
Vehicle Power Drive System*
Yan Wenbing1, Li Xiaolin1, Zuo Shanshan1, Wang Wenan2
( 1.Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222;
2.Tianjin Shengna Technology Co., Ltd., Tianjin 300384 )
Abstract: Power drive system is an important part of hybrid electric vehicles. It is of great significance to teach students the important structure and working principle of this part, and to improve students' mastery and application of knowledge. Based on this, this article has carried out the development of an integrated experimental teaching system for the hybrid electric vehicle power drive system. The system can not only directly reflect the structure and composition of the hybrid electric vehicle power drive assembly, but also can intuitively compare the circuit diagram to analyze the control system. Therefore, it is convenient for students to learn, help students understand and master, and help improve the quality of teaching. Keywords: Hybrid car; Power drive system; Experimental teaching
CLC NO.: G420 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)03-182-03
引言
随着燃油汽车排放所造成空气质量的日益恶化和石油资源的渐趋匮乏，开发低排放、低油耗的新型汽车成为当今汽车工业界的紧迫任务。作为纯电动汽车的关键部件之一的电池在能量密度、寿命、价格等方面的问题，使得纯电动汽车的性价比无法与传统内燃机汽车相抗衡[1]。燃料电池汽车具有效率高、排放低、噪声小的优点，但产业化仍需较长时间。在这种环境下，融合内燃机汽车和电动汽车优点的混合动力汽车成为新型汽车开发的热点[2]。开设汽车专业的高等院校以及汽车企业科技人员不仅需要学习混合动力汽车的结构、
作者简介：阎文兵（1968-），女，教授，就职于天津职业技术师范大学汽车与交通学院，主要研究方向为新能源汽车技术、汽车职业教育。基金项目：天津市科技局“某双擎汽车油电控制策略模拟装置研究”（19JCTPJC5300）。
182
阎文兵 等：混合动力汽车动力驱动系统一体化实验教学系统开发
上海通用雪佛兰多少钱183
组成及工作原理，还需要了解混合动力汽车动力驱动总成控制系统的工作原理，因此开发设计适合教学研究用的混合动力汽车动力驱动系统一体化实验教学系统，将极大地促进混合动力汽车技术的学习和研究。如何选车牌号码
1 开发要求
混合动力汽车动力驱动系统一体化实验教学系统的开发要求为以下四点：
1）要真实可运行的混合动力驱动系统实物，充分展示油电混合动力驱动系统的组成结构和工作过程；
力帆2）要求能模拟汽车的实际工作情况以及制动能量回收情况，实时显示动力传递过程、车速、电控系统工作过程等变化情况；
3）有混合动力汽车动力驱动系统电路图，并实现控制系统电路图的认知和各传感器、执行器、混合动力单元、电源控制单元管脚的电信号，如电阻、电压、电流、频率信号等的检测；
4）有可连接专用，实现对混合动力驱动、电源等电控系统读取故障码、清除故障码、读取数据流等自诊断功能。
2 混合动力汽车动力驱动系统一体化实验教学系统设计
2.1 实验系统台架
将卡罗拉双擎混合动力驱动系统、电源控制系统、防盗系统、原装线束、保险盒电器系统等零部件合理布置于台架上且使各部分均可正常工作。设计了模拟加载系统，可以相对真实模拟混合动力汽车实际工作情况以及制动能量回收情况。加载装置与动力驱动总成变速驱动桥的输出轴相连，加载控制器对其加载的大小进行调节。考虑到混合动力驱动系统的高压，为了保证操作人员的安全，在台架零部件和动力电池的底层布置绝缘地胶。台架主体框架设计兼顾结构稳定、操作方便、外形美观等原则，台架采用45#方刚焊接制作成型，表面防腐、防锈处理。台架前部是发动机护栏板和操作台。实验系统台架总体布置如图1所示。
图1 实验系统台架
2.2 实验系统面板
实验台的面板是进行实训教学的平台，是实验台总体设计中的极其重要和关键的一环。实验台的面板分为实验台标题、混合动力驱动系统电路图、数字式电压电流显示表、加载按钮等部分。在台架的面板上绘有混合动力控制系统电路原理图，该图是在原车电路图的基础之上，删减了如电器灯光系统、转向系统、安全气囊系统等电路，直观地表示混合动力驱动系统控制电路原理、控制单元连接、元器件组成、电源电路走向。面板上还设置有检测端子，可方便地通过端子引出口上的裸露部分进行电压和电阻的测量，以便获取各种参数值进行有故障码的故障分析。实验系统面板台架用方管作为支承骨架，表面用厚度为0.6mm 的Q235钢板包裹，中部有一个平面操作台，镶嵌有显示器，在检测过程中可以放一些仪器，如万用表、解码器等，如图2所示。
图2 混合动力驱动系统控制电路检测台
2.3 加载系统
将混合动力总成和变速驱动桥固定在实验台上，变速驱动桥输出轴与电涡流测功机同轴。电涡流加载器的加载系统采用微型计算机技术实现自动加载，加载模型存于计算机，测功机要给出的是路面阻力、空气阻力、滚动阻力对应的阻力矩。只要设定路面坡度、滚动阻力系数，检测当前输出轴转速就可得到加载力矩值，根据加载模型得到对应的加载励磁电流值。为了实时检测电涡流测功机的加载量，程丛夫
并对加载量实施反馈控制，在电涡流加载器的定子部分加装压力传感器，将压力传感器的信号作为扭矩的反馈信号输入控制电脑。在电涡流加载器的转子部分加装光电转速传感器，其信号经数字处理输入到单片机中，通过采集转速信号，精确计算出需施加的阻力，精确控制电涡流加载器进行阻力加载。从而产生与路试相符合的在各种车速下的滚动阻力，风阻，坡道阻力等，信号的传递和反馈过程如图3所示。
图3 信号的传递和反馈控制
汽车实用技术
184 2.4 实验台故障检测点的设置
配备无线智能故障设置系统，可以对故障点进行设置或复位，设置系统常见故障27个，在一体机内嵌软件可进行故障设置和考核。故障设置采用无损连接方式，在不破坏原车线束的基础上实现低压故障设置，利用Wi-Fi 网络使用教学软件（基于Windows 平台）输入故障代码完成故障设置；配备无线数据采集与传输系统，信号数据显示在教学终端。
3 一体化教学资源开发
为了使所开发的实验系统更好地服务于教学，制作了多媒体教学课件，配以动态辅助系统工作过程的教学演示。应用Solidworks 机械建模软件和3D VIA composer 软件完成变速驱动桥三维模拟拆装，便于了解混合动力汽车变速驱动桥的内部结构，部分课件和三维模拟拆装见图4所示。
a 准备启动时三元件动力混合状况
b 变速驱动桥三维拆装演示
图4 一体化教学资源
mini roadster4 结语
混合动力汽车动力驱动系统一体化实验教学系统作为教学培训准备，可以协助教师完成实验实训教学
目标，学生通过使用该实验台，可以扎实的掌握混合动力汽车动力驱动系统的结构、工作原理，通过在实验系统上设置故障，可以运用检测仪器和设备对故障进行检测和排除，从而达到高效学习的目的[3]。
参考文献
[1] 肖艳.国外汽车的电子技术与电子控制(二)[J].城市车辆,2008(01). [2] 潘文军.中度混合动力汽车再生制动模型预测控制策略[D].重庆:
重庆大学,2010.
[3] 姜山.大众0AM 自动变速器实验台设计[J].实验室科学,2018(2):
190-192.
发布评论