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        寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng):道路類型、地理分布和發(fā)展趨勢(shì)

        2020-07-23 07:00:18何俊南陳顥茍麗娟王雪穎
        時(shí)代汽車 2020年7期
        關(guān)鍵詞:智能網(wǎng)聯(lián)汽車汽車

        何俊南 陳顥 茍麗娟 王雪穎

        摘 要:寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)是車輛進(jìn)行高寒環(huán)境下標(biāo)定試驗(yàn)和適應(yīng)性試驗(yàn)的重要硬件設(shè)施,承擔(dān)著汽車技術(shù)開發(fā)和性能驗(yàn)證等多項(xiàng)功能。本文歸納了寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)主要的道路類型;分析了世界范圍內(nèi)寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)的地理分布情況。最后,結(jié)合汽車工業(yè)的發(fā)展情況,為未來的寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)建設(shè)提出建議。

        關(guān)鍵詞:汽車;寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng);環(huán)境試驗(yàn);智能網(wǎng)聯(lián)汽車

        1 引言

        GJB 4239《裝備環(huán)境工程通用要求》中定義,環(huán)境試驗(yàn)是“將裝備(產(chǎn)品)暴露于特定的環(huán)境中,確定環(huán)境對(duì)其影響的過程”。[1]為保證汽車在不同氣候環(huán)境下的綜合性能,研發(fā)人員需在各種環(huán)境下開展汽車性能研發(fā)和驗(yàn)證,這樣的測(cè)試稱之為汽車環(huán)境性能試驗(yàn)。

        其中,高寒環(huán)境試驗(yàn)是汽車環(huán)境試驗(yàn)的重要組成部分,在高寒環(huán)境下汽車的性能如駕駛性能、安全性能等均會(huì)發(fā)生明顯下降,尤其是隨著新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,高寒環(huán)境對(duì)新能源汽車性能的影響愈加凸顯,是目前國(guó)際公認(rèn)的技術(shù)難題,也是當(dāng)前新能源汽車運(yùn)行的“禁區(qū)”。[2]受控封閉的寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)作為汽車高寒環(huán)境試驗(yàn)重要的硬件設(shè)施,是測(cè)試工作的重要組成部分,得到了產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界越來越多的重視。[3]因此,本文針對(duì)世界范圍內(nèi)寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)的道路類型和地理分布進(jìn)行分析,并總結(jié)其發(fā)展趨勢(shì),以對(duì)我國(guó)規(guī)劃建設(shè)寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)提供借鑒。

        2 道路類型

        汽車高寒環(huán)境試驗(yàn)利用低溫環(huán)境及冰雪路面對(duì)車輛的整車動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、底盤懸架系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)進(jìn)行適應(yīng)性驗(yàn)證,及對(duì)系統(tǒng)零部件進(jìn)行標(biāo)定和匹配。[4]目前,世界范圍內(nèi)的寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)均分布于高緯度或高海拔的寒冷地區(qū),測(cè)試道路可建立在陸地或者冰面上,使用頻率較高的測(cè)試道路及其功能匯總?cè)绫?所示。

        3 地理分布

        3.1 國(guó)外寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)分布

        1973年,德國(guó)博世集團(tuán)的ABS工程師為了尋找良好的低附試驗(yàn)道路,在瑞典阿杰洛格的湖面上建設(shè)了世界上第一條冰雪試驗(yàn)道路,由此拉開了汽車高寒試驗(yàn)場(chǎng)建設(shè)的序幕。[5]隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,目前高寒汽車試驗(yàn)場(chǎng)在世界范圍內(nèi)呈集群式分布。

        在歐洲,寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)主要分布在北歐國(guó)家靠近北極圈的地區(qū)和俄羅斯遠(yuǎn)東地域,包括瑞典阿杰洛格和阿維斯焦,芬蘭拉普蘭伊瓦洛鎮(zhèn),俄羅斯薩哈共和國(guó)(雅庫(kù)特)等。瑞典和芬蘭等北歐國(guó)家在20世紀(jì)70年代已經(jīng)開始著手發(fā)展高寒汽車測(cè)試產(chǎn)業(yè),吸引了大批的歐洲汽車相關(guān)企業(yè),而俄羅斯薩哈共和國(guó)(雅庫(kù)特)則是2018年開始投資建設(shè),其優(yōu)勢(shì)是測(cè)試季氣溫低且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),平均溫度在0℃以下的時(shí)間可達(dá)到6-7個(gè)月。

        在北美洲,寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)主要分布在靠近北極圈的地域及五大湖附近的寒冷地區(qū),包括美國(guó)的阿拉斯加州、明尼蘇達(dá)州和密歇根州,加拿大的安大略省等。在亞洲,寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)主要分布在北部寒冷地區(qū),包括中國(guó)的黑河和呼倫貝爾,日本的北海道等。在南半球,新西蘭南島地區(qū)是世界上唯一一個(gè)反季節(jié)冬季汽車試驗(yàn)場(chǎng)集群,依托于南阿爾卑斯山的特殊氣候,縮小了與北半球冬季之間的時(shí)間差距,將車輛測(cè)試周期有效縮短6個(gè)月。每年7-9月份,世界各地的汽車及相關(guān)企業(yè)的測(cè)試人員將匯聚于此,開展各類高寒環(huán)境試驗(yàn)。世界范圍內(nèi)具有代表性的試驗(yàn)場(chǎng)匯總?cè)绫?所示。

        3.2 國(guó)內(nèi)寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)分布

        20世紀(jì)80年代,一汽集團(tuán)的解放卡車與上汽大眾的桑塔納轎車率先在黑河進(jìn)行高寒環(huán)境試驗(yàn),拉開了國(guó)內(nèi)汽車高寒環(huán)境試驗(yàn)的序幕。2006年初,黑河市成立國(guó)內(nèi)首家政府為企業(yè)提供服務(wù)的專職機(jī)構(gòu)——黑河市試車市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室,并于同年10月建立第一家對(duì)外開放式的冬季汽車試驗(yàn)場(chǎng)——紅河谷冬季汽車試驗(yàn)場(chǎng)。2008年,德國(guó)博世集團(tuán)在呼倫貝爾市牙克石市建設(shè)的冬季汽車試驗(yàn)場(chǎng)建成并投入使用,是呼倫貝爾市第一家冬季汽車試驗(yàn)場(chǎng)。2010年,自主品牌汽車逐漸崛起,支撐企業(yè)自主研發(fā)的高寒試驗(yàn)大量增加,在黑河市和呼倫貝爾市陸續(xù)涌現(xiàn)了一批冬季汽車試驗(yàn)場(chǎng),高寒試驗(yàn)場(chǎng)地服務(wù)逐漸走向產(chǎn)業(yè)化。2015年,隨著新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,高寒環(huán)境對(duì)新能源汽車性能的影響愈加凸顯,高寒環(huán)境試驗(yàn)規(guī)模進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。黑河市統(tǒng)計(jì)的2006-2007測(cè)試季至2018-2019測(cè)試季的試驗(yàn)車輛數(shù)據(jù)如圖1所示。

        目前,國(guó)內(nèi)的寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)主要位于黑龍江黑河市和內(nèi)蒙古呼倫貝爾市,該類地區(qū)氣溫較低且低溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),是進(jìn)行汽車高寒環(huán)境試驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)地區(qū),建設(shè)或運(yùn)營(yíng)單位主要包括專業(yè)的場(chǎng)地服務(wù)機(jī)構(gòu)、整車企業(yè)、零部件企業(yè)、檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)等,國(guó)內(nèi)典型的寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)匯總?cè)绫?所示。

        4 發(fā)展趨勢(shì)

        4.1 完整的寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)建設(shè)規(guī)范

        目前寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)的測(cè)試道路仍處于依托經(jīng)驗(yàn)的粗放型建設(shè)階段,不同地域或不同機(jī)構(gòu)的測(cè)試道路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一,缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摂?shù)據(jù)支撐,尤其是對(duì)于冰雪路面摩擦系數(shù)的研究不足,對(duì)測(cè)試道路性能的長(zhǎng)期一致性和試驗(yàn)結(jié)果的有效性造成嚴(yán)重影響。

        4.2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試道路

        隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車的快速發(fā)展,相應(yīng)的高寒環(huán)境測(cè)試研究已初步開展,比如降雪天氣的雪花或污泥會(huì)遮蓋傳感器,影響傳感器的數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)?,從而影響?duì)于車輛的控制。目前寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)常用的測(cè)試道路無法滿足該類測(cè)試的順利進(jìn)行,故需針對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)車的測(cè)試建設(shè)新型測(cè)試道路。如:加拿大安大略省,自2016年以來引資約7.65億美元投向智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試,以期利用其特殊的冬季冰雪氣候,打造一個(gè)“北方硅谷”。

        4.3 全季節(jié)室內(nèi)寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)

        隨著全球變暖的趨勢(shì),“暖冬”現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn),如2018-2019測(cè)試季,中國(guó)呼倫貝爾市與黑河市的日最低溫度低于-30℃的天數(shù)分別為31天與3天,低溫維持時(shí)間縮短,為汽車高寒試驗(yàn)的順利進(jìn)行造成阻礙。全季節(jié)室內(nèi)寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)全年進(jìn)行汽車高寒環(huán)境測(cè)試,室內(nèi)氣溫及路面溫度均能得到有效的一致性控制,極大提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。著名汽車測(cè)試機(jī)構(gòu)TEST WORLD在芬蘭拉普蘭伊瓦洛鎮(zhèn)建設(shè)了世界上首個(gè)全季節(jié)室內(nèi)寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng),從2012年開始陸續(xù)建設(shè)并投入使用,至2018年基本建成。

        5 結(jié)束語

        本文歸納了寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)主要的測(cè)試道路類型,分析了世界范圍內(nèi)的地理分布情況,最后對(duì)寒區(qū)汽車試驗(yàn)場(chǎng)的未來發(fā)展提出建議。

        參考文獻(xiàn):

        [1]GJB 4239,《裝備環(huán)境工程通用要求》[S],2001.

        [2]王文偉,孫逢春. 全氣候新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)及展望[J].中國(guó)工程科學(xué),2019(3):47-55.

        [3]李贊峰.國(guó)內(nèi)外汽車試驗(yàn)場(chǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].汽車與配件,2008(51):64-67.

        [4]趙紅星,方紅燕.我國(guó)冬季汽車試驗(yàn)場(chǎng)能力分析及發(fā)展建議[J].汽車工業(yè)研究, 2017(11):33-37.

        [5]孫建忠,李澤藝等. 汽車寒區(qū)試驗(yàn)場(chǎng)基礎(chǔ)技術(shù)研究[J].汽車工業(yè)研究,2018(12):21-27.

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