1.技術(shù)需求

　　基于NI 數(shù)據(jù)采集平臺(tái)搭建純電動(dòng)汽車(chē)熱管理電性能測(cè)試系統(tǒng)（TX-DX9800），實(shí)現(xiàn)汽車(chē)多通道電流和電壓、溫度、等信號(hào)的實(shí)時(shí)、同步采集、數(shù)據(jù)分析和報(bào)告生成等功能。
　　測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)傳感器通道要求如表所示。數(shù)據(jù)采集器硬件制作功能集成、穩(wěn)定可靠。采集軟件圖形化人機(jī)交互界面、操作方便。同時(shí)，測(cè)試軟件兼容ISAAC數(shù)采設(shè)備，可導(dǎo)入ISAAC數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和報(bào)告生成。

　　表1 傳感器測(cè)試通道要求

　　測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，由傳感器、數(shù)據(jù)采集器和上位機(jī)電腦3個(gè)部分組成。
　　數(shù)據(jù)采集器通過(guò)9229模塊采集4通道電壓數(shù)據(jù)，量程zui大為±60V；通過(guò)9205模塊采集32個(gè)通道的電壓數(shù)據(jù)，量程zui小為±200mv，zui大為±10V。電流信號(hào)通過(guò)電流探頭轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，可通過(guò) 9205模塊測(cè)試。9214模塊采集16個(gè)通道溫度數(shù)據(jù)。當(dāng)通過(guò)K線輸出時(shí)，數(shù)采系統(tǒng)將K線信號(hào)轉(zhuǎn)換為串口信號(hào)，再通過(guò) 9033控制器自帶的串口采集。
　　數(shù)據(jù)采集器通過(guò)網(wǎng)線與上位機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)和控制指令的傳輸。

圖1 測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　采用可重新配置的嵌入式控制和采集系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)為高性能處理、工業(yè)級(jí)可靠性、功能可重新配置、小巧堅(jiān)固。采集器由控制器和FPGA機(jī)箱、可重配置I/O模塊組成，選型方案如表2所示。

　　表3 電流鉗性能參數(shù)

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　測(cè)試系統(tǒng)軟件包括運(yùn)行在數(shù)據(jù)采集器中的下位機(jī)軟件和運(yùn)行在上位機(jī)電腦中的上位機(jī)軟件。數(shù)據(jù)采集器軟件實(shí)時(shí)、同步采集多通道傳感器數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)初步解析后通過(guò)網(wǎng)線傳送給上位機(jī)，上位機(jī)實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步解析后通過(guò)控件和波形的方式實(shí)時(shí)顯示并記錄到數(shù)據(jù)文件中。軟件設(shè)計(jì)方案如圖3所示。

　　其中，上位機(jī)軟件包括主界面、參數(shù)配置、數(shù)據(jù)離線處理、報(bào)告生成等模塊，如圖4、5所示。數(shù)據(jù)采集的保存路徑、采樣頻率、通道名稱、采樣量程等可自定義設(shè)置，可設(shè)置虛擬通道實(shí)現(xiàn)通道間的邏輯運(yùn)算，軟件記錄數(shù)據(jù)有多種自動(dòng)觸發(fā)方式可供選擇。
　　數(shù)據(jù)文件通過(guò)txt文本文件保存，數(shù)據(jù)文件中保存參數(shù)配置信息，可通過(guò)Excel打開(kāi)，其效果如圖6所示。軟件分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)生成word文檔報(bào)告，其效果如圖7所示。

　　5 合作方能力
　　5.1 主要研究領(lǐng)域：
　　1、汽車(chē)測(cè)試工程；
　　2、汽車(chē)輪胎力傳感與穩(wěn)定性控制。
　　5.2 合作方技術(shù)水平簡(jiǎn)介
　?、?介紹實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與設(shè)備運(yùn)用水平
　　我公司合作方學(xué)校老師一直從事汽車(chē)性能測(cè)試分析研究工作。碩士期間完成汽車(chē)道路數(shù)據(jù)采集裝置的開(kāi)發(fā)工作，涉及汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性測(cè)試，博士期間研究汽車(chē)輪胎力傳感器性能，并搭建汽車(chē)主動(dòng)安全性能道路試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)某車(chē)型進(jìn)行了實(shí)車(chē)測(cè)試與數(shù)據(jù)處理算法研究，博士后期間將汽車(chē)輪胎力測(cè)量、GPS測(cè)試技術(shù)等與整車(chē)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性控制需求相結(jié)合，進(jìn)行了大量的動(dòng)力學(xué)仿真測(cè)試、道路實(shí)車(chē)測(cè)試，以及數(shù)據(jù)分析處理工作，如2007年和2008年參加課題組在黑河的冬季試驗(yàn)、2010年在遼寧綏中機(jī)場(chǎng)進(jìn)行的高附路面試驗(yàn)、2011年在長(zhǎng)春進(jìn)行的冬季試驗(yàn)等。測(cè)試設(shè)備包括ABD轉(zhuǎn)向機(jī)器人、基于NovAtel公司1+2模式的GPS高精度定位測(cè)姿系統(tǒng)、VBOX III汽車(chē)測(cè)試儀、B+S便攜式數(shù)據(jù)采集儀、美國(guó)Trimble RTK高精度GPS設(shè)備、Kvasar CAN 數(shù)據(jù)采集設(shè)備、美國(guó)NI的PXI和cRIO虛擬儀器開(kāi)發(fā)等，對(duì)這些儀器數(shù)據(jù)采集同步、延時(shí)補(bǔ)償、數(shù)據(jù)采集可靠性等進(jìn)行了深入研究。合作方前期科研中積累的經(jīng)驗(yàn)為本項(xiàng)目順利進(jìn)行奠定了很好的基礎(chǔ)。
　?、?介紹數(shù)據(jù)處理分析能力
　　合作方博士數(shù)據(jù)處理分析主要采用matlab和LabVIEW兩種軟件，在進(jìn)行控制器開(kāi)發(fā)時(shí)采用C語(yǔ)言。matlab軟件自帶功能強(qiáng)大的工具包，快速處理數(shù)據(jù)，支持文本和圖形編程。LabVIEW軟件是虛擬儀器軟件的代表，主要應(yīng)用于測(cè)控領(lǐng)域。
　?、?介紹軟件編寫(xiě)能力
　　合作方博士精通matlab和LabVIEW軟件，曾基于matlab完成GPS/IMU組合測(cè)量算法編程、支持向量機(jī)實(shí)時(shí)觀測(cè)、復(fù)雜道路試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析、汽車(chē)平順性數(shù)據(jù)分析等研究工作，曾基于LabVIEW主要完成汽車(chē)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、基于cRIO和PXI的測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等研究工作。
　　5.3 合作方設(shè)備簡(jiǎn)介 （根據(jù)本項(xiàng)目進(jìn)行了修改）
　?、?設(shè)備包括哪些
　　測(cè)試系統(tǒng)數(shù)采由JAC提供，相關(guān)傳感器由合作方外購(gòu)。合作方的主要工作是根據(jù)JAC的具體需要進(jìn)行集成開(kāi)發(fā)。
　　合作方實(shí)驗(yàn)室具備很強(qiáng)的集成開(kāi)發(fā)能力，相關(guān)測(cè)試設(shè)備包括高精度示波器、信號(hào)發(fā)生器、電源、正版LabVIEW集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，以及瑞風(fēng)S5試驗(yàn)車(chē)等。
　　⑵ 所使用的設(shè)備如何保障采集數(shù)據(jù)的精度
　　LabVIEW是測(cè)控領(lǐng)域一致認(rèn)可的虛擬測(cè)控軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，其數(shù)據(jù)處理方法、硬件管理和軟件性能均能很好滿足本項(xiàng)目需求。項(xiàng)目進(jìn)展過(guò)程中可根據(jù)具體情況進(jìn)行對(duì)比測(cè)試來(lái)驗(yàn)證測(cè)試精度和可靠性。