汪雙柱
(中興智能汽車有限公司,廣東 珠海 519040)
在純電動客車開發(fā)過程中,整車三電系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)測試驗(yàn)證是一項(xiàng)關(guān)鍵工作。為保證產(chǎn)品的質(zhì)量與性能,需開展CAN網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證、三電系統(tǒng)功能測試驗(yàn)證、整車控制策略的驗(yàn)證與優(yōu)化[1-2]、整車性能的驗(yàn)證與優(yōu)化等工作。
客車產(chǎn)品往往都是根據(jù)訂單小批量地生產(chǎn)和交付,而客戶的要求不盡相同,不同批次的產(chǎn)品往往又會有或大或小的變更,這就導(dǎo)致了各個(gè)批次的產(chǎn)品均需要開展聯(lián)調(diào)測試工作。這些工作通常都是在整車下線后進(jìn)行,復(fù)雜又耗時(shí)。同時(shí)訂單產(chǎn)品常常面臨較大的交付壓力,聯(lián)調(diào)測試成為產(chǎn)品交付的瓶頸之一。
本文基于某款純電動城市客車的聯(lián)調(diào)測試工作,提出了一套三電系統(tǒng)臺架聯(lián)調(diào)測試方法,在樣車下線前就在試驗(yàn)臺架上開展系統(tǒng)級聯(lián)調(diào)測試和優(yōu)化工作,減少了整車聯(lián)調(diào)測試驗(yàn)證工作量,提高了測試驗(yàn)證質(zhì)量,為純電動客車的產(chǎn)品質(zhì)量和交付質(zhì)量都提供了有力支持。
臺架聯(lián)調(diào)的測試對象包括整車控制器、動力電池系統(tǒng)、驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)、輔驅(qū)系統(tǒng)(油泵、氣泵、DC/DC 等)等。測試系統(tǒng)方案如圖1 所示。測試過程中各系統(tǒng)參照實(shí)車狀態(tài)進(jìn)行布置。
圖1 測試系統(tǒng)方案示意圖
驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)是純電動客車的動力系統(tǒng),其性能,尤其是外特性、系統(tǒng)效率及控制精度對整車的動力性、續(xù)駛里程和能量消耗率有著很大影響[3]。電機(jī)性能測試依托驅(qū)動電機(jī)測試臺完成[4-5],其主要由模擬電源、測功機(jī)、測控系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速扭矩和電壓電流測量裝置及冷卻系統(tǒng)等組成。
測試過程中,需要模擬整車控制器的部分?jǐn)?shù)字量及開關(guān)量輸入信號,如油門信號、制動信號、鑰匙開關(guān)信號、手剎信號、干燥器信號等。因此制作硬線模擬裝置,采用電子旋鈕開關(guān)模擬油門和制動信號,采用翹板開關(guān)模擬開關(guān)信號,并用發(fā)光二極管模擬整車控制器輸出開關(guān)信號。
部分零部件(如油泵)并不適合在臺架上調(diào)試驗(yàn)證,但若不安裝該零部件又會導(dǎo)致系統(tǒng)報(bào)警而無法上電測試。故制作一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān),轉(zhuǎn)發(fā)整車控制器CAN 報(bào)文至電池及主輔驅(qū)系統(tǒng),將電池及主輔驅(qū)系統(tǒng)的部分故障屏蔽并將CAN 報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至整車控制器,保證聯(lián)調(diào)工作的順利進(jìn)行。
考慮到測試的復(fù)雜性和必要性,未安裝冷卻水泵及散熱風(fēng)扇,而是利用驅(qū)動電機(jī)測試臺的冷卻系統(tǒng)對電機(jī)系統(tǒng)及輔驅(qū)控制器進(jìn)行冷卻。根據(jù)整車控制策略,冷卻水溫度采用較為極限的55 ℃。
驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)外特性測試結(jié)果如圖2 所示,可以看出,
圖2 驅(qū)動電機(jī)外特性曲線
無論額定扭矩和功率,還是峰值扭矩和功率,均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)測得額定和峰值工況下最大扭矩誤差為1.98%,控制精度較高,滿足設(shè)計(jì)要求,有利于整車動力性能的實(shí)現(xiàn)。
電動狀態(tài)下系統(tǒng)效率map 如圖3 所示。系統(tǒng)最高效率為96.5%,系統(tǒng)的高效工作區(qū)(效率≥80%)的占比為96.5%,最高效率和高效區(qū)占比均較高,對整車能耗達(dá)標(biāo)較為有利。
圖3 驅(qū)動電機(jī)外特性曲線
經(jīng)過對整車控制器、主輔驅(qū)控制器軟件程序的多輪優(yōu)化和調(diào)整,系統(tǒng)順利實(shí)現(xiàn)上下高壓電,其中高壓上電流程如圖4 所示。分析報(bào)文數(shù)據(jù),上下電邏輯正確,報(bào)文數(shù)據(jù)正常。
圖4 高壓上電流程
利用油門和制動踏板模擬裝置檢查系統(tǒng)行車功能,系統(tǒng)能夠正常執(zhí)行前進(jìn)和后退指令。
采集相似車型在實(shí)際路面上的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩信號數(shù)據(jù),在臺架上進(jìn)行工況模擬測試,如圖5 所示,結(jié)果顯示系統(tǒng)正常工作,未觸發(fā)報(bào)警,未出現(xiàn)限功率的情況。
圖5 工況模擬測試運(yùn)行曲線
另外,對三電系統(tǒng)還進(jìn)行了檔位切換邏輯、制動優(yōu)先、應(yīng)急下電、系統(tǒng)故障處理、水泵及散熱風(fēng)扇使能等方面的調(diào)試驗(yàn)證,均滿足系統(tǒng)策略要求。
通過開展三電系統(tǒng)臺架聯(lián)調(diào)測試,部分整車聯(lián)調(diào)測試的工作在樣車下線前就已完成。和以往車型對比,該車型整車聯(lián)調(diào)測試驗(yàn)證較為順利,驗(yàn)證較為充分,驗(yàn)證周期降低了40%左右,產(chǎn)品順利交付。運(yùn)用本文三電系統(tǒng)臺架聯(lián)調(diào)測試方法,對純電動客車的產(chǎn)品質(zhì)量和交付質(zhì)量都有明顯的積極作用。