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        新能源汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)概述

        2019-12-20 15:10:03息偉
        商品與質(zhì)量 2019年9期
        關(guān)鍵詞:控制策略汽車(chē)系統(tǒng)

        息偉

        采埃孚(天津)風(fēng)電有限公司 天津 300402

        1 能源動(dòng)力總成測(cè)試系統(tǒng)功能分析

        在混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展過(guò)程中,研究了混合動(dòng)力汽車(chē)各部件的性能特點(diǎn)、各部件組成的系統(tǒng)性能、各部件的控制策略、動(dòng)力總成系統(tǒng)的總體控制策略以及車(chē)輛控制策略。經(jīng)過(guò)理論分析和離線(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真,該實(shí)驗(yàn)是開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)不可缺少的過(guò)程。它不僅為理論和仿真研究提供了必要的基本性能數(shù)據(jù),而且為理論分析和控制策略提供了合理性和實(shí)用性。驗(yàn)證和改進(jìn)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。

        1.1 零部件試驗(yàn)及標(biāo)定

        混合動(dòng)力系統(tǒng)改由發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、電動(dòng)機(jī)、電池與各種控制器構(gòu)成。于混合動(dòng)力汽車(chē)的研制過(guò)程之中,借以越來(lái)越糟糕地對(duì)應(yīng)與協(xié)調(diào)工作,需認(rèn)識(shí)各部件的特性,所以余能源動(dòng)力總成龍門(mén)機(jī)需具有各部件的測(cè)試與標(biāo)定功能。組件的測(cè)試與校準(zhǔn)于整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程之中起著關(guān)鍵的作用。另一方面可試驗(yàn)組件研發(fā)的實(shí)際效果,評(píng)估組件的優(yōu)缺點(diǎn),作為組件的改進(jìn)獲取測(cè)試依據(jù);與此同時(shí),借以擁護(hù)計(jì)算機(jī)模擬可視化,需透過(guò)組件測(cè)試與校準(zhǔn)來(lái)賺取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

        1.2 整車(chē)試驗(yàn)功能

        組件測(cè)試與校準(zhǔn)功能僅是混合測(cè)試平臺(tái)的基本功能。另一個(gè)亦是最為關(guān)鍵的功能是仿真整車(chē)測(cè)試,對(duì)于整車(chē)展開(kāi)動(dòng)力學(xué)、經(jīng)濟(jì)性、廢氣等性能測(cè)試。車(chē)輛控制器控制策略證明和改進(jìn)試驗(yàn)。傳統(tǒng)的汽車(chē)性能測(cè)試流程是先行對(duì)于樣車(chē)展開(kāi)測(cè)試,接著依據(jù)概念設(shè)計(jì)之中提交的各種性能要求,于適當(dāng)?shù)臏y(cè)試場(chǎng)地或是試驗(yàn)鼓上展開(kāi)測(cè)試。傳統(tǒng)的車(chē)輛性能試驗(yàn)必需符合兩個(gè)先決條件,并必需完工原型試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)條件、環(huán)境條件或是設(shè)備條件對(duì)于車(chē)輛性能試驗(yàn)的要求。以此樣車(chē)作為測(cè)試對(duì)象賺取整車(chē)性能測(cè)試結(jié)果的測(cè)試方法工作量小,周期短,成本低,對(duì)于測(cè)試場(chǎng)地與設(shè)備要求低,不易受測(cè)試環(huán)境與測(cè)試條件的影響。

        2 案例探討

        本文以插電式混合動(dòng)力汽車(chē)為例,介紹了其動(dòng)力總成各階段的測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)。

        2.1 某動(dòng)力總成測(cè)試簡(jiǎn)介

        (1)動(dòng)力總成系統(tǒng)架構(gòu)。動(dòng)力總成主要由動(dòng)力電池組(包括電池管理系統(tǒng)BMS)、電動(dòng)傳動(dòng)EDU(包括起動(dòng)電源ISG和驅(qū)動(dòng)TM)、電力電子PEB(包括電機(jī)控制器MCU)、車(chē)輛和傳動(dòng)控制器HCU組成。發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)EMS由多個(gè)部分組成。

        (2)動(dòng)力總成各測(cè)試階段。汽車(chē)工業(yè)的V型發(fā)展是有一定規(guī)律的。動(dòng)力總成的試驗(yàn)從部件級(jí)開(kāi)始,逐級(jí)上升,從子總成級(jí)和動(dòng)力總成級(jí)上升到整車(chē)級(jí)。雖然大部分測(cè)試仍然遵循或借鑒傳統(tǒng)車(chē)輛的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,但必須根據(jù)高壓、NVH、EMC等領(lǐng)域的新產(chǎn)品特性,探索新的測(cè)試方法,對(duì)其測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)提出新的要求。

        2.2 各階段測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)

        (1)控制系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)。傳統(tǒng)汽車(chē)的控制系統(tǒng)大多由供應(yīng)商開(kāi)發(fā)制造,主機(jī)廠(chǎng)的測(cè)試主要以驗(yàn)收為基礎(chǔ)。新能源汽車(chē)控制策略復(fù)雜,需要多系統(tǒng)協(xié)調(diào),涉及多個(gè)供應(yīng)商共同開(kāi)發(fā)。目前,測(cè)試范圍非常廣泛。測(cè)試設(shè)備種類(lèi)繁多,測(cè)試工作量大,測(cè)試精度高。

        (2)動(dòng)力電池測(cè)試平臺(tái)。動(dòng)力電池是全新能源汽車(chē)的核心部件,但是目前非常難有主機(jī)廠(chǎng)自己制造生產(chǎn)電芯,通常而言,他們?cè)O(shè)計(jì)師成熟期的電池(容量、接口尺寸等)來(lái)裝配或是出售整個(gè)電池組。主機(jī)廠(chǎng)的測(cè)試工作重要是根據(jù)系統(tǒng)電氣性能測(cè)試與驗(yàn)收抽樣測(cè)試。通常僅需電子負(fù)載與環(huán)境腔對(duì)于電池展開(kāi)能量、容量、充放電功率、內(nèi)阻、能效、循環(huán)壽命與空載。基本上性能測(cè)試,如存儲(chǔ)容量損失。除此之外,主機(jī)廠(chǎng)應(yīng)設(shè)多通道電池測(cè)試平臺(tái)(小功率電子負(fù)載與環(huán)境室),用作電池一致性分析與有所不同電池的差異較,尤其是電池產(chǎn)品的選擇。

        (3)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是全新能源電動(dòng)汽車(chē)的核心之一。主機(jī)工廠(chǎng)需展開(kāi)一些獨(dú)立國(guó)家的測(cè)試,特別是在產(chǎn)品篩選階段,或是當(dāng)電機(jī)、電力電子PEB等關(guān)鍵部件源自有所不同供應(yīng)商時(shí)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái),測(cè)力計(jì)用來(lái)仿真電動(dòng)機(jī)電壓(扭矩電壓、特定的車(chē)輛速度等),與電子負(fù)載用作仿真動(dòng)力電池(有所不同的SOC,電壓,功率極限,等等),及功率研究?jī)x(AC/DCpower-to-electric轉(zhuǎn)化)輔助工具,如效率、扭矩與速度機(jī)電轉(zhuǎn)化效率、熱成像儀、等??蛇M(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)、制動(dòng)能量反饋、效率、溫升、超速、高效區(qū)、失速等各種性能測(cè)試。

        (4)電驅(qū)動(dòng)變速器測(cè)試平臺(tái)。電動(dòng)傳動(dòng)EDU總成測(cè)試平臺(tái)的主體和傳統(tǒng)的傳動(dòng)總成臺(tái)架相近,有一個(gè)驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)(drive Prime)仿真發(fā)動(dòng)機(jī),兩個(gè)電壓測(cè)功機(jī)(load Dyno.)仿真車(chē)輪。因?yàn)閹交蚴擎渹鲃?dòng)箱等增速機(jī)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致效率或是精度的損失,所以高性能試驗(yàn)通常于間接液壓測(cè)功機(jī)與變速器的龍門(mén)之上展開(kāi),但是所需的緊湊型驅(qū)動(dòng)測(cè)功機(jī)成本比較低。

        總之,全新能源汽車(chē)也處在工業(yè)化末期,試驗(yàn)方法也處在探索階段。測(cè)試工具與測(cè)試平臺(tái)的功能同意了試驗(yàn)的進(jìn)度、深度與精度,這需用戶(hù)與設(shè)備供應(yīng)商共同開(kāi)發(fā)。本文所述的測(cè)試平臺(tái)是于研發(fā)插電式混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)的過(guò)程之中建立的。透過(guò)測(cè)試平臺(tái)的開(kāi)發(fā)建設(shè),建立與完備了上汽全新能源汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室,并且制訂了一系列相關(guān)試驗(yàn)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。

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