一种基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统

摘要

本发明涉及一种基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统，所述基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统包括：数据采集单元，安装在车辆上，用于实时采集车辆的运行数据；传输单元，与所述数据采集单元连接，用于传输所述运行数据；控制单元，与所述传输单元连接，用于根据所述运行数据产生控制信号；模拟单元，与所述控制单元连接，用于根据所述控制信号模拟车辆的运行情况。通过数据采集单元、传输单元、控制单元以及模拟单元的配合可模拟车辆行驶过程中的真实工况以及外部因素对驱动系统的影响，提高了模拟车辆行驶过程中的运行情况的各种试验结果的准确性，提高了测试效率。

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车驱动系统开发试验领域，特别是涉及一种基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统。

背景技术

对电动汽车驱动系统进行台架试验时，一般进行恒速、恒加速、恒减速测试，驱动系统所在的工况过于理想，与实际中速度经常变化的工况相差较大，如专利“一种电动汽车行驶工况模拟试验台及模拟方法(申请号：201811158135.5)”公布了一种模拟电动汽车行驶工况的方法，仅仅是将工况分为了匀速工况、爬坡工况、加速工况、减速工况以及循环工况，使得被测驱动模块试验结果与实际相差较大。传统驱动系统试验台测试工况少，不能考虑车辆行驶过程中多种外部因素对被测驱动模块的影响，导致被测驱动模块的试验结果与真实结果不符。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统，可模拟车辆行驶过程中的真实工况以及外部因素对驱动系统的影响，提高了模拟车辆行驶过程中的运行情况的各种试验结果的准确性及测试效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统，所述基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统包括：

数据采集单元，安装在车辆上，用于实时采集车辆的运行数据；

传输单元，与所述数据采集单元连接，用于传输所述运行数据；

控制单元，与所述传输单元连接，用于根据所述运行数据产生控制信号；

模拟单元，与所述控制单元连接，用于根据所述控制信号模拟车辆的运行情况。

可选地，所述运行数据包括驱动系统实际输出转矩信号以及左侧车轮实际转速信号；

所述数据采集单元包括：

整车信号采集器，分别与所述传输单元以及车辆的整车控制器连接，用于采集车辆的驱动系统实际输出转矩信号以及左侧车轮实际转速信号，并将所述驱动系统实际输出转矩信号以及所述左侧车轮实际转速信号发送至所述传输单元；所述控制单元根据所述驱动系统实际输出转矩信号和所述左侧车轮实际转速信号产生左侧车轮实际负载转矩控制信号；

所述模拟单元包括：

第一加载电机，与所述控制单元连接，用于根据所述左侧车轮实际负载转矩控制信号输出对应的转矩。

可选地，所述运行数据还包括右侧车轮实际转速信号；

所述整车信号采集器还用于采集车辆的右侧车轮实际转速信号，并将所述右侧车轮实际转速信号发送至所述传输单元；所述控制单元根据所述驱动系统实际输出转矩信号和所述右侧车轮实际转速信号产生右侧车轮实际负载转矩控制信号；

所述模拟单元还包括：

第二加载电机，与所述控制单元连接，用于根据所述右侧车轮实际负载转矩控制信号输出对应的转矩。

可选地，所述运行数据还包括目标驱动转矩信号；

所述整车信号采集器还用于采集车辆的目标驱动转矩信号，并将所述目标驱动转矩信号发送至所述传输单元；所述控制单元根据所述目标驱动转矩信号产生驱动转矩控制信号；

所述模拟单元还包括：

被测驱动模块，与所述控制单元连接，用于根据所述驱动转矩控制信号模拟实际驱动系统的运行情况。

可选地，所述被测驱动模块包括：

驱动电机控制器，与所述控制单元连接，用于根据所述驱动转矩控制信号产生电机控制指令；

驱动电机，与所述驱动电机控制器连接，用于根据所述电机控制指令输出目标驱动转矩；

传动机构，分别与所述驱动电机、所述第一加载电机以及所述第二加载电机连接，用于将目标驱动转矩传输给所述第一加载电机和所述第二加载电机。

可选地，所述运行数据还包括电池电压信号以及电池内阻信号；

所述整车信号采集器还用于采集车辆的电池电压信号以及电池内阻信号，并将所述电池电压信号以及电池内阻信号发送至所述传输单元；所述控制单元根据所述电池电压信号产生电压控制信号，根据所述电池内阻信号产生电池内阻控制信号；

所述模拟单元还包括：

可控电源，与所述控制单元连接，用于根据所述电压控制信号以及所述电池内阻控制信号输出对应的电源，模拟实际电池的运行情况。

可选地，所述运行数据还包括左侧轮胎竖直方向位移信号；

所述数据采集单元还包括：

左侧轮胎竖直方向位移信号采集器，安装在车辆的左侧轮胎上，与所述传输单元连接，用于采集车辆的左侧轮胎竖直方向位移信号，并将所述左侧轮胎竖直方向位移信号发送至所述传输单元；所述控制单元根据所述左侧轮胎竖直方向位移信号产生左侧轮胎位移控制信号；

所述模拟单元包括：

第一竖直方向位移发生器，与所述控制单元连接，用于根据所述左侧轮胎位移控制信号产生对应的竖直方向的位移；所述第一加载电机固定在所述第一竖直方向位移发生器上。

可选地，所述运行数据还包括右侧轮胎竖直方向位移信号；

所述数据采集单元还包括：

右侧轮胎竖直方向位移信号采集器，安装在车辆的右侧轮胎上，与所述传输单元连接，用于采集车辆的右侧轮胎竖直方向位移信号，并将所述右侧轮胎竖直方向位移信号发送至所述传输单元；所述控制单元根据所述右侧轮胎竖直方向位移信号产生右侧轮胎位移控制信号；

所述模拟单元还包括：

第二竖直方向位移发生器，与所述控制单元连接，用于根据所述右侧轮胎位移控制信号产生对应的竖直方向的位移；所述第二加载电机固定在所述第二竖直方向位移发生器上。

可选地，所述运行数据还包括驱动桥振动信号；

所述数据采集单元还包括：

驱动桥振动信号采集器，安装在车辆的驱动桥上，与所述传输单元连接，用于采集车辆的驱动桥振动信号，并将所述驱动桥振动信号发送至所述传输单元；所述控制单元根据所述驱动桥振动信号产生竖直方向振动控制信号；

所述模拟单元还包括：

竖直方向振动发生器，与所述控制单元连接，用于根据所述竖直方向振动控制信号产生对应的竖直方向的振动；所述被测驱动模块固定在所述竖直方向振动发生器上。

可选地，所述传输单元包括：

5G信号发射器，与所述数据采集单元连接，用于发送所述运行数据；

5G信号接收器，分别与所述5G信号发射器以及所述控制单元连接，用于接收所述运行数据并将所述运行数据传输至所述控制单元。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明通过数据采集单元实时采集车辆的各种运行数据，并通过传输单元将运行数据发送至控制单元，控制单元根据车辆的各种运行数据产生对应的控制信号，进而控制模拟单元模拟车辆的实际运行情况，可模拟车辆行驶过程中的真实工况以及外部因素对驱动系统的影响，提高了模拟车辆行驶过程中的运行情况的各种试验结果的准确性以及测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统的模块结构示意图；

图2为模拟单元的内部结构示意图；

图3为数据采集单元的内部结构示意图。

符号说明：

1-数据采集单元，11-整车信号采集器，12-左侧轮胎竖直方向位移信号采集器，13-右侧轮胎竖直方向位移信号采集器，14-驱动桥振动信号采集器，2-传输单元，21-5G信号发射器，22-5G信号接收器，3-控制单元，4-模拟单元，41-第一加载电机，42-第二加载电机，43-被测驱动模块，431-驱动电机控制器，432-驱动电机，433-传动机构，44-可控电源，45-第一竖直方向位移发生器，46-第二竖直方向位移发生器，47-竖直方向振动发生器，5-整车控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统，通过数据采集单元实时采集车辆的各种运行数据，并通过传输单元将运行数据发送至控制单元，控制单元根据车辆的各种运行数据产生对应的控制信号，进而控制模拟单元模拟车辆的实际运行情况，可模拟车辆行驶过程中的真实工况以及外部因素对驱动系统的影响，进一步提高了模拟车辆行驶过程中的运行情况的各种试验结果的准确性及测试效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统包括：数据采集单元1、传输单元2、控制单元3以及模拟单元4。

具体地，所述数据采集单元1安装在车辆上，所述数据采集单元1用于实时采集车辆的运行数据。

所述传输单元2与所述数据采集单元1连接，所述传输单元2用于传输所述运行数据。

所述控制单元3与所述传输单元2连接，所述控制单元3用于根据所述运行数据产生控制信号。

所述模拟单元4与所述控制单元3连接，所述模拟单元4用于根据所述控制信号模拟车辆的运行情况。

进一步地，所述运行数据包括驱动系统实际输出转矩信号以及左侧车轮实际转速信号。

如图2和图3所示，所述数据采集单元1包括整车信号采集器11。具体地，所述整车信号采集器11分别与所述传输单元2以及车辆的整车控制器5连接，所述整车信号采集器11用于采集车辆的驱动系统实际输出转矩信号以及左侧车轮实际转速信号，并将所述驱动系统实际输出转矩信号以及所述左侧车轮实际转速信号发送至所述传输单元2；所述控制单元3根据所述驱动系统实际输出转矩信号和所述左侧车轮实际转速信号产生左侧车轮实际负载转矩控制信号。

所述模拟单元4包括第一加载电机41。具体地，所述第一加载电机41与所述控制单元3连接，所述第一加载电机41用于根据所述左侧车轮实际负载转矩控制信号输出对应的转矩。

进一步地，所述运行数据还包括左侧轮胎竖直方向位移信号。

所述数据采集单元1还包括左侧轮胎竖直方向位移信号采集器12。具体地，所述左侧轮胎竖直方向位移信号采集器12安装在车辆的左侧轮胎上，所述左侧轮胎竖直方向位移信号采集器12与所述传输单元2连接，所述左侧轮胎竖直方向位移信号采集器12用于采集车辆的左侧轮胎竖直方向位移信号，并将所述左侧轮胎竖直方向位移信号发送至所述传输单元2；所述控制单元3根据所述左侧轮胎竖直方向位移信号产生左侧轮胎位移控制信号。

所述模拟单元4还包括第一竖直方向位移发生器45。具体地，所述第一竖直方向位移发生器45与所述控制单元3连接，所述第一竖直方向位移发生器45用于根据所述左侧轮胎位移控制信号产生对应的竖直方向的位移；所述第一加载电机41固定在所述第一竖直方向位移发生器45上。

进一步地，所述运行数据还包括右侧车轮实际转速信号。

所述整车信号采集器11还用于采集车辆的右侧车轮实际转速信号，并将所述右侧车轮实际转速信号发送至所述传输单元2；所述控制单元3根据所述驱动系统实际输出转矩信号和所述右侧车轮实际转速信号产生右侧车轮实际负载转矩控制信号。

所述模拟单元4还包括第二加载电机42。具体地，所述第二加载电机42与所述控制单元3连接，所述第二加载电机42用于根据所述右侧车轮实际负载转矩控制信号输出对应的转矩。

进一步地，所述运行数据还包括右侧轮胎竖直方向位移信号。

所述数据采集单元1还包括右侧轮胎竖直方向位移信号采集器。具体地，所述右侧轮胎竖直方向位移信号采集器安装在车辆的右侧轮胎上，所述右侧轮胎竖直方向位移信号采集器与所述传输单元2连接，所述右侧轮胎竖直方向位移信号采集器用于采集车辆的右侧轮胎竖直方向位移信号，并将所述右侧轮胎竖直方向位移信号发送至所述传输单元2；所述控制单元3根据所述右侧轮胎竖直方向位移信号产生右侧轮胎位移控制信号。

所述模拟单元4还包括第二竖直方向位移发生器46。具体地，所述第二竖直方向位移发生器46与所述控制单元3连接，所述第二竖直方向位移发生器46用于根据所述右侧轮胎位移控制信号产生对应的竖直方向的位移；所述第二加载电机42固定在所述第二竖直方向位移发生器46上。

进一步地，所述运行数据还包括目标驱动转矩信号。所述整车信号采集器11还用于采集车辆的目标驱动转矩信号，并将所述目标驱动转矩信号发送至所述传输单元2；所述控制单元3根据所述目标驱动转矩信号产生驱动转矩控制信号；

所述模拟单元4还包括被测驱动模块43。具体地，所述被测驱动模块43与所述控制单元3连接，所述被测驱动模块43用于根据所述驱动转矩控制信号模拟实际驱动系统的运行情况。

具体地，所述被测驱动模块43包括：驱动电机控制器431、驱动电机432以及传动机构433。

其中，所述驱动电机控制器431与所述控制单元3连接，所述驱动电机控制器431用于根据所述驱动转矩控制信号产生电机控制指令。

所述驱动电机432与所述驱动电机控制器431连接，所述驱动电机432用于根据所述电机控制指令输出目标驱动转矩。

所述传动机构433分别与所述驱动电机432、所述第一加载电机41以及所述第二加载电机42连接，所述传动机构433用于将目标驱动转矩传输给所述第一加载电机41和所述第二加载电机42。

进一步地，所述运行数据还包括驱动桥振动信号。

所述数据采集单元1还包括驱动桥振动信号采集器14。具体地，所述驱动桥振动信号采集器14安装在车辆的驱动桥上，所述驱动桥振动信号采集器14与所述传输单元2连接，所述驱动桥振动信号采集器14用于采集车辆的驱动桥振动信号，并将所述驱动桥振动信号发送至所述传输单元2。所述控制单元3根据所述驱动桥振动信号产生竖直方向振动控制信号。

所述模拟单元4还包括竖直方向振动发生器47。具体地，所述竖直方向振动发生器47与所述控制单元3连接，所述竖直方向振动发生器47用于根据所述竖直方向振动控制信号产生对应的竖直方向的振动；所述被测驱动模块43固定在所述竖直方向振动发生器47上。

进一步地，所述运行数据还包括电池电压信号以及电池内阻信号。

所述整车信号采集器11还用于采集车辆的电池电压信号以及电池内阻信号，并将所述电池电压信号以及电池内阻信号发送至所述传输单元2；所述控制单元3根据所述电池电压信号产生电压控制信号，根据所述电池内阻信号产生电池内阻控制信号。

所述模拟单元4还包括可控电源44。具体地，所述可控电源44与所述控制单元3连接，所述可控电源44用于根据所述电压控制信号以及所述电池内阻控制信号输出对应的电源，模拟实际电池的运行情况。

优选地，所述传输单元2包括：5G信号发射器21以及5G信号接收器22。

具体地，所述5G信号发射器21与所述数据采集单元1连接，所述5G信号发射器21用于发送所述运行数据。

所述5G信号接收器22分别与所述5G信号发射器21以及所述控制单元3连接，所述5G信号接收器22用于接收所述运行数据并将所述运行数据传输至所述控制单元3。

更进一步地，所述模拟单元4还包括万向节。具体地，所述第一加载电机41通过所述万向节与所述被测驱动模块43连接；所述第二加载电机42通过所述万向节与所述被测驱动模块43连接。

优选地，所述整车信号采集器11为多个，多个所述整车信号采集器11分别安装在多个电动汽车上，不同的被采集电动汽车处于中国的不同省份。

此外，所述整车信号采集器11还用于采集车辆的GPS信号；所述控制单元3还用于根据所述GPS信号判断车辆所处的城市工况、郊区工况或高速工况。在试验开始时，选择被测驱动系统需要测试的工况，选择相应工况的处于不同地理位置的数个车辆中的其中一个。

本发明基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统的试验过程包括如下步骤：

步骤一、通过整车信号采集器11采集整车控制器5中的车辆的GPS信号、电池电压信号、电池内阻信号、目标驱动转矩信号、驱动系统实际输出转矩信号、左右车轮实际转速信号；

通过驱动桥振动信号采集器14实现驱动桥振动信号采集，通过左侧轮胎竖直方向位移信号实现左侧轮胎竖直方向位移信号采集，通过右侧轮胎竖直方向位移信号实现右侧轮胎竖直方向位移信号采集。

步骤二、利用5G信号发射器21将运行数据传递给5G信号接收器22。

步骤三、控制单元3解码5G信号接收器22中的信号。

步骤四、控制单元3根据GPS信号判断车辆所处的城市工况、郊区工况或高速工况。

步骤五、选择被测驱动系统需要测试的工况，选择相应工况的处于不同地理位置的数个车辆中的其中一个。

步骤六、控制单元3将5G信号接收器22中接收到的目标驱动转矩信号作为驱动电机控制器431的目标转矩信号，驱动电机控制器431控制驱动电机432实现转矩输出，以模拟实际驱动系统运行情况。

步骤七、控制单元3将电池电压信号作为可控电源44的目标输出信号，控制单元3将电池内阻信号作为可控电源44的目标模拟内阻信号，以模拟实际电池运行情况。

步骤八、控制单元3根据左侧车轮实际转速信号及驱动系统实际输出转矩信号计算左侧车轮实际负载转矩，将左侧车轮实际负载转矩作为第一加载电机41的目标输出转矩；控制单元3根据右侧车轮实际转速信号及驱动系统实际输出转矩信号计算右侧车轮实际负载转矩，将右侧车轮实际负载转矩作为第二加载电机42的目标输出转矩，以模拟左右车轮的实际负载转矩。

通过控制单元3控制驱动电机控制器431控制驱动电机432运动，驱动电机432与传动机构433连接，将系统实际驱动力通过传动机构433传递给第一加载电机41和第二加载电机42，所述传动机构433的输出端通过万向节与第一加载电机41和第二加载电机42的输出端分别连接，控制单元3直接控制第一加载电机41和第二加载电机42模拟车轮实际负载转矩，当系统实际驱动力大于加载电机负载时，模拟汽车前行场景。所述第一加载电机41、第二加载电机42分别通过螺栓固定在第一、第二竖直方向位移发生器的空间上，并与其充分接触。

步骤九、控制单元3将驱动桥振动信号采集器14采集到的驱动桥振动信号作为竖直方向振动发生器47的目标振动值，将左侧轮胎竖直方向位移信号作为第一竖直方向位移发生器45的目标位移值，将右侧轮胎竖直方向位移信号作为第二竖直方向位移发生器46的目标位移值，所述第一、第二竖直方向位移发生器46与控制单元3直接连接，通过检测到的目标值以模拟车轮驱动桥振动及两侧轮胎竖直方向位移对驱动系统的影响。

步骤十、若监测到当前车辆停止运行时间高于设定值，则此车辆的信号采集装置停止运行，相同工况的其他车辆的信号采集装置开始运行。从而保证一些试验的数据连贯性。

通过上述方法，实现了根据车辆实际运行工况，实时测试驱动系统的性能，通过考虑瞬时工况、驱动桥振动和轮胎位移的影响，跟据采集得到车辆实际运行信息，实现对被测驱动模块进行动力性试验、NVH试验、寿命试验等试验，提高了驱动系统试验结果准确性，减小了人力成本，提高了测试效率。本发明所提出的基于5G实时传输的电动汽车驱动试验系统能够准确的模拟电动汽车的真实工况以及外部因素对驱动系统的影响，满足各种电动汽车驱动系统试验需求，根据真实的电动汽车行驶工况实时驱动被测驱动系统，能够模拟车辆行驶过程中车轮位移及驱动桥振动对被测驱动系统的影响，提高驱动系统的各种试验结果的准确性。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。