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以多能源技术为特征的混合动力及燃料电池电动汽车的开发与应用是推进汽车技术的跨越式发展重大举措。车用动力装置动态性能试验台架有区别于传统的一般台架的许多优点,在发动机的开发中具有重要作用,它的建设和应用,是建立车用混合动力总成、混合动力汽车及纯电动汽车的台架测试系统,构建高效、实用的车用动力装置研究开发平台的基础。 本文在建立基于PUMA Open动态试验的发动机动态性能试验台架基础上,从测功机系统、控制系统、数据测试与采集系统和自动化操作系统四个方面详细分析了PUMA Open动态试验台架系统的构成和功能特点;为满足发动机动态试验台系统对温度的要求,设计了基于PUMA Open系统的PID控制器和2/3—Point控制器的冷却水温度和机油温度控制系统,系统结构简单,与整个台架协同工作,集成一体,操作方便,自动化程度高,且受到PUMA系统内设置的温度极限参数的监视,具有故障监视功能,保证了运行的可靠性;为了实现发动机、电机、混合动力等的动态性能测试,研究并论述了对车用动力装置动态性能测试的方法与过程,说明了汽车中涉及到的动态过程类型,对使用动态试验台架进行汽车道路行驶状态下的各种行驶阻力、车辆的起步、加档和减档过程的模拟方法作了较细致深入的分析,在此基础上模拟车辆对发动机进行了道路行驶工况的动态性能试验,证明了所述实验方法的正确性,为进行车用动力装置动态性能试验提供了必要的基础;运用动态试验台进行车用混合动力装置开发研究是建立动态试验台的重要目的,为此研究并提出了如何以动态试验台架为基础,实现车用混合动力总成测试、各部件的特性测试和整车的台架试验的具体内容,设计了不同测试项目的具体台架结构,并建立了基于PUMA动态试验台的电机动态性能试验台架,通过模拟车辆道路负载对AC90D型交流电机的动态性能测试,验证了电机试验台的各项功能;为了控制混合动力系统中的发动机与电机协调工作,以获得总成的良好动力性与经济性,基于过对富康TU5JPⅡ发动机的稳态和动态转矩输出性能测试,分析了发动机在加载过程中转矩输出的变化特性和影响因素,建立并实验验证了基于平均值模型的发动机动态模型,利用模型对发动机转矩输出性能进行了仿真分析,指出了平均值模型在进行发动机动态转矩输出估计方面使用的优缺点。