《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電動(dòng)汽車的測(cè)試驗(yàn)證機(jī)制

2018-08-14

  接之前的文章,由于純電動(dòng)汽車的快速發(fā)展和迭代,,使得目前傳統(tǒng)車企,、新造車企業(yè)等都需要快速推出有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品,,整個(gè)開發(fā)過(guò)程變得非??焖?,在系統(tǒng)驗(yàn)證環(huán)節(jié)還是在整車驗(yàn)證環(huán)節(jié)去保證電動(dòng)汽車的安全品質(zhì),,我們來(lái)分兩部分探討一下整個(gè)部件和整車的驗(yàn)證體系,。

  備注:說(shuō)實(shí)話,由于在迭代快速開發(fā)階段,,驗(yàn)證的話語(yǔ)權(quán)是暫時(shí)降低的,,因?yàn)橐WC有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品雛形出來(lái),才有可能成功,。當(dāng)然在產(chǎn)品穩(wěn)定階段,,逐步上量的過(guò)程中驗(yàn)證的地位又上升了。在不同的模式里面,,開發(fā)、驗(yàn)證,、質(zhì)量等環(huán)節(jié)的權(quán)重是不一樣的,,根據(jù)不同的情況調(diào)節(jié)自己的心態(tài)才是最重要的。

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  整車驗(yàn)證

  在整車層面,,傳統(tǒng)的驗(yàn)證技術(shù)也還保持著生命力,,常用的整車試驗(yàn)驗(yàn)證方式 整車道路(公路)試驗(yàn)、場(chǎng)地道路試驗(yàn),、整車臺(tái)架試驗(yàn),、 整車動(dòng)、靜態(tài)主觀評(píng)價(jià)試驗(yàn)和虛擬數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證分析等,。在這個(gè)環(huán)節(jié)里面,,有很大的一部分還是與傳統(tǒng)燃油車相似的內(nèi)容,比如在整車道路試驗(yàn)里面包括道路工況統(tǒng)一確認(rèn),,路譜采集,,氣候環(huán)境條件統(tǒng)一確定,區(qū)域使用習(xí)慣,,性能試驗(yàn)方法,。可能差異的部分,是把補(bǔ)充燃油換成了充電的差異(快充和慢充),。

  這里潛在的一些問(wèn)題,,大體是可以在動(dòng)力系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的子系統(tǒng)驗(yàn)證環(huán)節(jié)可以體現(xiàn)出來(lái)的,就是電動(dòng)汽車在低溫和高溫條件下的整車性能方面的驗(yàn)證,。在夏季高溫試驗(yàn),,測(cè)試的主要目的是驗(yàn)證車輛在高溫工況下的最佳狀態(tài)與運(yùn)行效率,包括在高溫條件下,,相關(guān)散熱系統(tǒng)的高溫下水泵功能驗(yàn)證,、風(fēng)扇控制標(biāo)定測(cè)試、電池電機(jī)的溫升測(cè)試,、電機(jī)功率的標(biāo)定測(cè)試,、以及空調(diào)冷卻系統(tǒng)的測(cè)試等。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),,對(duì)于原有的成熟的傳統(tǒng)燃油車替換成純電動(dòng)三電總成以后,,帶來(lái)環(huán)境適應(yīng)性需要重新依靠新的測(cè)試體系來(lái)識(shí)別和發(fā)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力總成在各個(gè)方面的細(xì)節(jié)差異。

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  動(dòng)力系統(tǒng)

  從直接的變化來(lái)說(shuō),,現(xiàn)在所有的新能源汽車特別是純電動(dòng)汽車,,是把動(dòng)力系統(tǒng)的開發(fā)與傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行替換。由于兩者開發(fā)難度和試驗(yàn)項(xiàng)目的差異,,使得整個(gè)過(guò)程核心,,也是影響其他如底盤、NVH和熱管理等整車性能的差異,。因此兩邊的最大的差異是從動(dòng)力系統(tǒng)的開發(fā)開始的,。我們一般把三個(gè)主體的電池和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為兩大獨(dú)立的系統(tǒng)去進(jìn)行驗(yàn)證,整車控制作為獨(dú)立的控制系統(tǒng)演進(jìn)的過(guò)程去完善它,。

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  電池系統(tǒng)

  在開發(fā)階段,,電池系統(tǒng)方面主要是通過(guò)虛擬驗(yàn)證、認(rèn)證試驗(yàn)和標(biāo)定實(shí)驗(yàn)三部分組成,,虛擬實(shí)驗(yàn)更多的是為了開發(fā)過(guò)程中需要進(jìn)行分析和驗(yàn)證的地方所做的,;認(rèn)證是因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)對(duì)于電池系統(tǒng)有很多的要求,在企業(yè)內(nèi)外的要求和整車的要求進(jìn)行,。

  虛擬驗(yàn)證:是指采用有限元,、計(jì)算流體技術(shù)等數(shù)值仿真方法,基于CAD模型進(jìn)行電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu),、熱等性能的仿真分析及優(yōu)化設(shè)計(jì),, 使碰撞、振動(dòng),、熱平衡等性能滿足三實(shí)試驗(yàn)要求,。細(xì)節(jié)而言一般分為模組級(jí)別和系統(tǒng)級(jí)別,,分別包括結(jié)構(gòu)和熱分析兩大塊:

  模組結(jié)構(gòu)驗(yàn)證:模組強(qiáng)度分析、模組模態(tài)分析,、模組吊裝強(qiáng)度分析,、電芯碰撞安全分析模組跌落分析、模組振動(dòng)分析和模組擠壓分析

  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)驗(yàn)證包括:電池包強(qiáng)度分析,、電池包模態(tài)分析,、電池包吊點(diǎn)安裝剛度分析、電池包應(yīng)力疲勞分析,、電池包沙石擊分析,、電池包托底分析、電池包碰撞分析,、電池包踩踏分析,、電池包密封分析、電池包機(jī)械振動(dòng)分析,、電池包沖擊分析,、電池包跌落分析和電池包擠壓分析

  電池系統(tǒng)熱分析:一般來(lái)說(shuō)要通過(guò)多個(gè)工況和對(duì)應(yīng)的熱仿真分析項(xiàng)目:包括高溫快充、高溫慢充,、低溫加熱快充,、低溫加熱慢充、高溫30分鐘最高車速,、高溫快充+30min最高車速,、 NEDC常溫循環(huán)2次、高溫NEDC,、熱平衡工冴,、電池保溫性能等內(nèi)容。

  認(rèn)證試驗(yàn):對(duì)三大類產(chǎn)品進(jìn)行企業(yè)內(nèi)部的認(rèn)可管理,,包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的測(cè)試項(xiàng)目,以及企業(yè)內(nèi)部制定的已經(jīng)定型的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),。

  標(biāo)定實(shí)驗(yàn):基于整車性能評(píng)價(jià)和電池管理系統(tǒng)開發(fā)需求,,進(jìn)行電芯和電池系統(tǒng)性能參數(shù)標(biāo)定,用于動(dòng)力電池系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)和控制算法參數(shù),。主要包括峰值放電功率標(biāo)定,、熱平衡標(biāo)定和SOC標(biāo)定。

  這里就可以看到在夏季,,比較多的公司都拉到吐魯番的夏季動(dòng)力實(shí)驗(yàn),,設(shè)計(jì)不同的工況下,整車的控制策略和對(duì)應(yīng)的特性是否滿足部件SOR和整車VTS的要求,。如下圖所示,,表征多次實(shí)驗(yàn),,當(dāng)?shù)谝淮慰斐溥^(guò)程,電池溫升8℃,;行車過(guò)程平均功率較小與外接沒(méi)有達(dá)到熱平衡,,電池溫度沒(méi)有明顯上升;當(dāng)?shù)诙慰斐溥^(guò)程中,,電池溫度起點(diǎn)較高,,此時(shí)電池管理系統(tǒng)通過(guò)功率降額,使得充電電流自適應(yīng)減小,,電池溫升速率減慢,,最終達(dá)到一個(gè)達(dá)到熱平衡點(diǎn)。

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  我有點(diǎn)比較好奇,,因?yàn)樵谲囕v的開發(fā)和試驗(yàn)驗(yàn)證體系上面,,其實(shí)不光是各種模具生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)錢,在試驗(yàn)認(rèn)證體系構(gòu)建的時(shí)候,,也有大量花錢的地方,。大量的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)采集回去要對(duì)部件和系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和調(diào)整。我覺(jué)得圍繞電池和電機(jī)系統(tǒng),,這套基于供應(yīng)商的部件層級(jí)的把關(guān),,然后在整車層面做更多的細(xì)節(jié)標(biāo)定是我們能否看到一個(gè)成熟產(chǎn)品的核心關(guān)口,也是體現(xiàn)一個(gè)整車企業(yè)對(duì)后面產(chǎn)品完善度的最直接體現(xiàn),。這里的核心差異還是我們現(xiàn)在一臺(tái)整車的開發(fā)速度,,還有子系統(tǒng)的開發(fā)速度比之前開發(fā)進(jìn)度縮短了一半有余。

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  小結(jié):這一輪的新造車企業(yè)的產(chǎn)品,,在從1000爬到1萬(wàn),,從使用時(shí)間1年走到3年,這個(gè)過(guò)程里面也會(huì)有很多的淘汰,。汽車產(chǎn)品雖然對(duì)人的考核周期并不長(zhǎng),,但是對(duì)企業(yè)的的周期特別長(zhǎng),有問(wèn)題消費(fèi)者就是要去你的4S店,,去你的地方拉條子的,。


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