新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，新能源汽車綜合試驗(yàn)平臺(tái)
2025-05-13 06:27新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)是針對(duì)電機(jī)控制原理及算法驗(yàn)證、整車控制策略管理原理及算法驗(yàn)證、整車控制故障檢測(cè)開發(fā)的專用實(shí)訓(xùn)設(shè)備，以下從硬件配置、軟件功能、培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)流程幾個(gè)方面進(jìn)行介紹：
硬件配置
布局與編程：硬件按照原車布局安裝，控制器按照高速純電動(dòng)汽車通訊協(xié)議進(jìn)行控制編程，可模擬實(shí)車運(yùn)行狀態(tài)。
集成化設(shè)計(jì)：集成整車動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)，開源整車控制器模塊，可用于電機(jī)原理學(xué)習(xí)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制算法驗(yàn)證、整車控制算法驗(yàn)證。
一、平臺(tái)應(yīng)用
新能源汽車動(dòng)力總成控制系統(tǒng)開發(fā)；
基于輪轂電機(jī)的新能源汽車開發(fā)；
新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)教學(xué)試驗(yàn)；
二、技術(shù)參數(shù)
新能源汽車綜合試驗(yàn)平臺(tái)選用輪轂電機(jī)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)總成，電機(jī)、電池、電控等部件工作正常，運(yùn)行平穩(wěn)。
新能源汽車綜合試驗(yàn)平臺(tái)包括一整套基于輪轂電機(jī)的二輪驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)和實(shí)車電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，主要由以下部分組成。
1.輪轂電機(jī)參數(shù)：額定功率4kw，額定轉(zhuǎn)速300rpm
2.電機(jī)控制單元參數(shù)：額定電壓48V，適配電機(jī)種類永磁同步電機(jī)，控制算法空間矢量控制，運(yùn)行模式扭矩模式、轉(zhuǎn)速模式，通信方式CAN總線，支持無(wú)傳感器矢量控制，帶旋轉(zhuǎn)變壓器。
3.整車控制器：VCU的主要功能包括整車能量管理、整車驅(qū)動(dòng)控制、整車故障診斷、整車狀態(tài)監(jiān)控及顯示、制動(dòng)優(yōu)先、制動(dòng)能量回收、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、車輛附件控制等基本功能。
4.主要傳感器輸入：加速踏板位置信號(hào)；制動(dòng)開關(guān)信號(hào)； 檔位位置信號(hào)； 鑰匙開關(guān)信號(hào)；真空度開關(guān)信號(hào)；助力轉(zhuǎn)向控制器狀態(tài)信號(hào)；空調(diào)開關(guān)信號(hào)；除霜開關(guān)信號(hào)；充電狀態(tài)信號(hào)；高壓互鎖狀態(tài)信號(hào)。
5.系統(tǒng)輸出：執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制；預(yù)充電繼電器；主驅(qū)動(dòng)接觸器；DC/DC繼電器；電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向泵繼電器；驅(qū)動(dòng)冷卻水泵繼電器。
6.接收CAN總線信息：電池管理系統(tǒng)信號(hào)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)信號(hào)；車速信號(hào)等。
7.發(fā)送CAN總線信息：電機(jī)控制信號(hào)；整車狀態(tài)信號(hào)；整車故障信號(hào)等。
8.動(dòng)力蓄電池組基本參數(shù)：額定電壓48V，電池容量100AH，最大放電電流大于120A；附件包括：方向盤、加速\制動(dòng)踏板、檔位裝置、座椅、安全帶；
9.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：電動(dòng)轉(zhuǎn)向，前二車輪總成，及轉(zhuǎn)向盤附件等。
10.實(shí)驗(yàn)面板配備UV平板噴繪的動(dòng)力系統(tǒng)電器原理圖帶檢測(cè)端子，采用分線箱連接控制單元與實(shí)際電控部件，不用拔拉電器插頭或穿刺導(dǎo)線，能開展包括電阻、電壓、頻率、脈寬、占空比、示波和導(dǎo)通性測(cè)試等全部應(yīng)用技術(shù)的實(shí)踐性教學(xué)與實(shí)作訓(xùn)練；
11.配備故障檢測(cè)和CAN通信端口，可通過(guò)上位機(jī)軟件進(jìn)行故障檢測(cè)和CAN通信測(cè)試；
12.配備實(shí)時(shí)標(biāo)定接口，可通過(guò)上位機(jī)基于CCP協(xié)議對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量標(biāo)定；
13. 新能源汽車綜合試驗(yàn)平臺(tái)采用鋁合金型材搭建，經(jīng)久耐用，便于安裝拆卸，底部安裝萬(wàn)向輪便于移動(dòng)。
14.產(chǎn)品工藝標(biāo)準(zhǔn):設(shè)備框架采用40mm×40mm和40mm×80mm兩種一體化全鋁合金型材搭建，耐油耐腐蝕并易于清潔，臺(tái)面裝配32mm厚彩色高密度復(fù)合板。
三、主要配置
輪轂電機(jī)（配套訂制）*2
電機(jī)控制單元（配套訂制）*2
整車控制器VCU（配套訂制）*1
動(dòng)力鋰電池組48V
電動(dòng)獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
座椅：?jiǎn)巫?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 教學(xué)平臺(tái)上位機(jī)軟件*1
基于輪轂電機(jī)二輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)獨(dú)立轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)教學(xué)平臺(tái)教學(xué)安全附件*1
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
(一)電驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
1.開發(fā)電機(jī)類產(chǎn)品項(xiàng)目，算法實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證。
2.學(xué)習(xí)電機(jī)控制算法。
3.電機(jī)控制方面的科創(chuàng)，畢設(shè)及課程設(shè)計(jì)。
4.電機(jī)及控制技術(shù)驗(yàn)證。
5.永磁同步電機(jī)ABZ正交編碼器FOC、SVPWM、速度、電流、雙閉環(huán)PID控制算法。
6.永磁同步霍爾傳感FOC、SVPWM、速度、電流、雙閉環(huán)PID控制算法。
7.永磁同步無(wú)傳感FOC、 SVPWM、速度、電流、雙閉環(huán)PID控制算法。
(二)BMS實(shí)驗(yàn)
1.新能源動(dòng)力電池包（BMS）控制原理認(rèn)知。
2.新能源動(dòng)力電池包（BMS）主要零部件功能認(rèn)知。
3.新能源動(dòng)力電池包（BMS）各種狀態(tài)下邏輯控制關(guān)系，掌握電流，電壓，電池壓差，電池溫度等參數(shù)變化規(guī)律認(rèn)知。
4.BMS如何采集動(dòng)力電池組壓差，并控制充電和放電過(guò)程實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)。
5.BMS如何采集動(dòng)力電池組溫差，并控制充電和放電過(guò)程實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)。
6.新能源高壓系統(tǒng)操作安全注意事項(xiàng)，高壓連接器插拔方法實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)。
7.新能源動(dòng)力電池包（BMS）故障分析與診斷。
8.新能源動(dòng)力電池包（BMS）拆裝與維護(hù)實(shí)訓(xùn)。
9.新能源動(dòng)力電池（BMS）管理系統(tǒng)CAN總線測(cè)試標(biāo)定與控制實(shí)訓(xùn)。
（三）電動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)
1.新能源電動(dòng)轉(zhuǎn)向控制原理認(rèn)知。
2.新能源電動(dòng)轉(zhuǎn)向主要零部件功能認(rèn)知。
3.新能源動(dòng)電動(dòng)轉(zhuǎn)向各種狀態(tài)下邏輯控制關(guān)系。
4.新能源電動(dòng)轉(zhuǎn)向故障分析與診斷。
（四）VCU實(shí)驗(yàn)
1.新能源VCU控制原理認(rèn)知。
3.新能源VCU各種狀態(tài)下邏輯控制關(guān)系。
4.新能源VCU故障分析與診斷。
5.新能源VCU測(cè)試標(biāo)定與控制實(shí)訓(xùn)。
軟件功能
數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與故障管理：支持電池?cái)?shù)據(jù)檢測(cè)、電池?zé)峁芾砟M、故障分級(jí)管理等功能，配備開源BMS控制器。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀取：可實(shí)時(shí)讀取動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)、通訊參數(shù)及故障信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的全流程把控。
培養(yǎng)目標(biāo)
系統(tǒng)裝配與識(shí)別能力：掌握新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)主要部件結(jié)構(gòu)之間的裝配關(guān)系，具備識(shí)別主要系統(tǒng)及零部件基本結(jié)構(gòu)的能力。
電機(jī)控制與檢修能力：掌握電機(jī)控制相關(guān)知識(shí)，掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的功能、構(gòu)造、控制原理及驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的故障分級(jí)及檢修方法。
整車控制與診斷能力：掌握整車控制的基本功能與原理，包括駕駛員意圖解析、整車能量管理、車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)及顯示、故障診斷等。
教學(xué)流程
操作示范與講解：實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，由專業(yè)教師進(jìn)行詳細(xì)的操作示范，講解每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。
分組實(shí)踐與指導(dǎo)：學(xué)員分組進(jìn)行實(shí)際操作，在操作過(guò)程中，教師會(huì)在旁進(jìn)行指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)員的錯(cuò)誤操作，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性和規(guī)范性。
討論總結(jié)與報(bào)告：實(shí)踐完成后，學(xué)生之間相互交流討論、匯報(bào)，老師點(diǎn)評(píng)，最后形成書面實(shí)訓(xùn)報(bào)告，使學(xué)生進(jìn)一步將理論與實(shí)際相結(jié)合，提升解決問(wèn)題能力。
硬件配置
布局與編程：硬件按照原車布局安裝，控制器按照高速純電動(dòng)汽車通訊協(xié)議進(jìn)行控制編程，可模擬實(shí)車運(yùn)行狀態(tài)。
集成化設(shè)計(jì)：集成整車動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)，開源整車控制器模塊，可用于電機(jī)原理學(xué)習(xí)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制算法驗(yàn)證、整車控制算法驗(yàn)證。
DB-QC32 新能源汽車綜合試驗(yàn)平臺(tái)
一、平臺(tái)應(yīng)用
新能源汽車動(dòng)力總成控制系統(tǒng)開發(fā)；
基于輪轂電機(jī)的新能源汽車開發(fā)；
新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)教學(xué)試驗(yàn)；
二、技術(shù)參數(shù)
新能源汽車綜合試驗(yàn)平臺(tái)選用輪轂電機(jī)純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)總成，電機(jī)、電池、電控等部件工作正常，運(yùn)行平穩(wěn)。
新能源汽車綜合試驗(yàn)平臺(tái)包括一整套基于輪轂電機(jī)的二輪驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)和實(shí)車電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，主要由以下部分組成。
1.輪轂電機(jī)參數(shù)：額定功率4kw，額定轉(zhuǎn)速300rpm
2.電機(jī)控制單元參數(shù)：額定電壓48V，適配電機(jī)種類永磁同步電機(jī)，控制算法空間矢量控制，運(yùn)行模式扭矩模式、轉(zhuǎn)速模式，通信方式CAN總線，支持無(wú)傳感器矢量控制，帶旋轉(zhuǎn)變壓器。
3.整車控制器：VCU的主要功能包括整車能量管理、整車驅(qū)動(dòng)控制、整車故障診斷、整車狀態(tài)監(jiān)控及顯示、制動(dòng)優(yōu)先、制動(dòng)能量回收、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、車輛附件控制等基本功能。
4.主要傳感器輸入：加速踏板位置信號(hào)；制動(dòng)開關(guān)信號(hào)； 檔位位置信號(hào)； 鑰匙開關(guān)信號(hào)；真空度開關(guān)信號(hào)；助力轉(zhuǎn)向控制器狀態(tài)信號(hào)；空調(diào)開關(guān)信號(hào)；除霜開關(guān)信號(hào)；充電狀態(tài)信號(hào)；高壓互鎖狀態(tài)信號(hào)。
5.系統(tǒng)輸出：執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制；預(yù)充電繼電器；主驅(qū)動(dòng)接觸器；DC/DC繼電器；電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向泵繼電器；驅(qū)動(dòng)冷卻水泵繼電器。
6.接收CAN總線信息：電池管理系統(tǒng)信號(hào)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)信號(hào)；車速信號(hào)等。
7.發(fā)送CAN總線信息：電機(jī)控制信號(hào)；整車狀態(tài)信號(hào)；整車故障信號(hào)等。
8.動(dòng)力蓄電池組基本參數(shù)：額定電壓48V，電池容量100AH，最大放電電流大于120A；附件包括：方向盤、加速\制動(dòng)踏板、檔位裝置、座椅、安全帶；
9.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：電動(dòng)轉(zhuǎn)向，前二車輪總成，及轉(zhuǎn)向盤附件等。
10.實(shí)驗(yàn)面板配備UV平板噴繪的動(dòng)力系統(tǒng)電器原理圖帶檢測(cè)端子，采用分線箱連接控制單元與實(shí)際電控部件，不用拔拉電器插頭或穿刺導(dǎo)線，能開展包括電阻、電壓、頻率、脈寬、占空比、示波和導(dǎo)通性測(cè)試等全部應(yīng)用技術(shù)的實(shí)踐性教學(xué)與實(shí)作訓(xùn)練；
11.配備故障檢測(cè)和CAN通信端口，可通過(guò)上位機(jī)軟件進(jìn)行故障檢測(cè)和CAN通信測(cè)試；
12.配備實(shí)時(shí)標(biāo)定接口，可通過(guò)上位機(jī)基于CCP協(xié)議對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量標(biāo)定；
13. 新能源汽車綜合試驗(yàn)平臺(tái)采用鋁合金型材搭建，經(jīng)久耐用，便于安裝拆卸，底部安裝萬(wàn)向輪便于移動(dòng)。
14.產(chǎn)品工藝標(biāo)準(zhǔn):設(shè)備框架采用40mm×40mm和40mm×80mm兩種一體化全鋁合金型材搭建，耐油耐腐蝕并易于清潔，臺(tái)面裝配32mm厚彩色高密度復(fù)合板。
三、主要配置
輪轂電機(jī)（配套訂制）*2
電機(jī)控制單元（配套訂制）*2
整車控制器VCU（配套訂制）*1
動(dòng)力鋰電池組48V
電動(dòng)獨(dú)立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
座椅：?jiǎn)巫?br style="padding: 0px; margin: 0px;" /> 教學(xué)平臺(tái)上位機(jī)軟件*1
基于輪轂電機(jī)二輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)獨(dú)立轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)教學(xué)平臺(tái)教學(xué)安全附件*1
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
(一)電驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
1.開發(fā)電機(jī)類產(chǎn)品項(xiàng)目，算法實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證。
2.學(xué)習(xí)電機(jī)控制算法。
3.電機(jī)控制方面的科創(chuàng)，畢設(shè)及課程設(shè)計(jì)。
4.電機(jī)及控制技術(shù)驗(yàn)證。
5.永磁同步電機(jī)ABZ正交編碼器FOC、SVPWM、速度、電流、雙閉環(huán)PID控制算法。
6.永磁同步霍爾傳感FOC、SVPWM、速度、電流、雙閉環(huán)PID控制算法。
7.永磁同步無(wú)傳感FOC、 SVPWM、速度、電流、雙閉環(huán)PID控制算法。
(二)BMS實(shí)驗(yàn)
1.新能源動(dòng)力電池包（BMS）控制原理認(rèn)知。
2.新能源動(dòng)力電池包（BMS）主要零部件功能認(rèn)知。
3.新能源動(dòng)力電池包（BMS）各種狀態(tài)下邏輯控制關(guān)系，掌握電流，電壓，電池壓差，電池溫度等參數(shù)變化規(guī)律認(rèn)知。
4.BMS如何采集動(dòng)力電池組壓差，并控制充電和放電過(guò)程實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)。
5.BMS如何采集動(dòng)力電池組溫差，并控制充電和放電過(guò)程實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)。
6.新能源高壓系統(tǒng)操作安全注意事項(xiàng)，高壓連接器插拔方法實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)。
7.新能源動(dòng)力電池包（BMS）故障分析與診斷。
8.新能源動(dòng)力電池包（BMS）拆裝與維護(hù)實(shí)訓(xùn)。
9.新能源動(dòng)力電池（BMS）管理系統(tǒng)CAN總線測(cè)試標(biāo)定與控制實(shí)訓(xùn)。
（三）電動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)
1.新能源電動(dòng)轉(zhuǎn)向控制原理認(rèn)知。
2.新能源電動(dòng)轉(zhuǎn)向主要零部件功能認(rèn)知。
3.新能源動(dòng)電動(dòng)轉(zhuǎn)向各種狀態(tài)下邏輯控制關(guān)系。
4.新能源電動(dòng)轉(zhuǎn)向故障分析與診斷。
（四）VCU實(shí)驗(yàn)
1.新能源VCU控制原理認(rèn)知。
3.新能源VCU各種狀態(tài)下邏輯控制關(guān)系。
4.新能源VCU故障分析與診斷。
5.新能源VCU測(cè)試標(biāo)定與控制實(shí)訓(xùn)。
軟件功能
數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與故障管理：支持電池?cái)?shù)據(jù)檢測(cè)、電池?zé)峁芾砟M、故障分級(jí)管理等功能，配備開源BMS控制器。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀取：可實(shí)時(shí)讀取動(dòng)力電池?cái)?shù)據(jù)、通訊參數(shù)及故障信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的全流程把控。
培養(yǎng)目標(biāo)
系統(tǒng)裝配與識(shí)別能力：掌握新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)主要部件結(jié)構(gòu)之間的裝配關(guān)系，具備識(shí)別主要系統(tǒng)及零部件基本結(jié)構(gòu)的能力。
電機(jī)控制與檢修能力：掌握電機(jī)控制相關(guān)知識(shí)，掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的功能、構(gòu)造、控制原理及驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的故障分級(jí)及檢修方法。
整車控制與診斷能力：掌握整車控制的基本功能與原理，包括駕駛員意圖解析、整車能量管理、車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)及顯示、故障診斷等。
教學(xué)流程
操作示范與講解：實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，由專業(yè)教師進(jìn)行詳細(xì)的操作示范，講解每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。
分組實(shí)踐與指導(dǎo)：學(xué)員分組進(jìn)行實(shí)際操作，在操作過(guò)程中，教師會(huì)在旁進(jìn)行指導(dǎo)，及時(shí)糾正學(xué)員的錯(cuò)誤操作，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性和規(guī)范性。
討論總結(jié)與報(bào)告：實(shí)踐完成后，學(xué)生之間相互交流討論、匯報(bào)，老師點(diǎn)評(píng)，最后形成書面實(shí)訓(xùn)報(bào)告，使學(xué)生進(jìn)一步將理論與實(shí)際相結(jié)合，提升解決問(wèn)題能力。