燃料电池发动机台架测控平台

一、       燃料电池系统测控平台背景

采用燃料电池做能源的电动汽车叫做燃料电池电动汽车，即Fuel Cell Electric Vehicle（FCEV）。燃料电池电动汽车的主要结构见下图。主要由整车控制器、燃料电池发动机、DC/DC转换器、锂电池、驱动系统、车轮等部件组成，各部件通过CAN总线组成一个分布式控制系统。燃料电池是FCEV的主要能源，动力电池包作为辅助电源。燃料电池发动机和动力电池包并联组成一个高压直流电源。驱动系统由电机（含减速器）和电机控制器组成。

由于和传统汽车相比，新能源电动汽车的动力系统结构有着很大的差异，传统的测试方法已经无法满足测试的需求，根据以往的经验技术来对整车的性能进行分析诊断已经不可能。开发出一套适合于新能源电动汽车动力系统的测试系统的重要性也日益突出。它能够缩短新能源汽车的开发周期，降低研发的成本以及优化和分析系统的关键技术，开发出燃料电池电动汽车动力系统综合测试平台具有非常重要的意义。

二、       燃料电池系统测控软硬件平台

2.1 软件架构

2.1 硬件架构

燃料电池测控系统主要用于燃料电池系统及部件测试测试，设备工作实验室环境，且传感器布置位置分散，为了保证测试结果的可靠性及方便设备安装，拟采用分布式结构实现数据的采集。分布式采集系统示意图如所示，对于整车的各测试部件分别安装采集设备，通过通讯方式将各采集设备的数据进行传输。

针对具体的应用对象，设计的数据采集系统架构如下：

  上述方案架构用于实现燃料电池系统及动力电机系统等各监测部件运行数据的采集。采集系统包括不同类型传感器、分布式数据采集设备、电源及上位机监控软件等部分组成。

系统设计原则如下：

a)        高精度和可靠性传感器选型，保证采集数据的可用性；

b)        数据采集及传输满足要求；

c)        监控界面使用方便；

d)       紧凑型设计，保证在振动及其他恶劣条件下正常运行；

e)        系统安装方便，便于维护使用；

2.2 采集系统及通讯模块选择

燃料电池数据采集系统基于NI的采集及通讯模块实现，通过对需求分析中各项指标要求的分析，确定系统的整体构架、实时计算机的配置，操作系统和应用软件的组成模块，I/O板卡的功能、型号和数量、以及设备驱动程序的功能，设计系统各个组成部分的接口和相互关系以及工作模式，使之满足项目的各项功能要求信号调理系统。各采集模块的选型信息如下：

1)        处理器：

l  CPU Intel Atom E3845

l  CPU 核的数量4

l  CPU 频率1.91 GHz

l  支持的操作系统 NI Linux Real-Time（64 位）

      2)       其他IO接口选择：