动力总成实验方法与测试技术.pdf

第6章 动力总成实验方法与测试技术 前面章节介绍的混合动力汽车构型分析、参数匹配和控制策略等关键技术，均处于 混合动力汽车研发过程中的仿真阶段，然而离线仿真一般用于前期方案的论证 构（型分 析、参数匹配和控制思想等）。由于仿真模型进行了必要的简化，仿真工况与真实部件 的运行工况也存在差别，所以仿真与汽车实际运行情况存在一定的差别。目前仿真分析 仍然存在精度不足的问题，为进一步的验证，提高精确性还需要一个真实的实验环境。 混合动力实验台架恰恰提供了一个解决上述关键技术的开发平台。混合动力汽车动力总 成台架实验，可以用于动力总成控制模块的调试、标定与混合动力总成动力性能、经济 性能的实验，从而大幅度减少整车实验和标定的时间及工作量，大大降低了开发风险与 成本。 本章主要从三大部分内容展开介绍。首先，介绍混合动力实验台架，总结混合动力 实验台架的优势与意义；其次，详细地介绍动力总成实验的三大关键技术；最后，介绍 以模块化思想为中心的实验台架的研究与开发。 6.1 混合动力实验台架概述 实验是汽车开发过程中必不可少的技术手段与环节。混合动力实验有两种实现平 台，即混合动力汽车实车实验平台与混合动力汽车台架实验平台。混合动力汽车实车实 验平台是由一辆混合动力汽车和相关的数据采集设备组成。由于受整车总布置和车上各 总成型号的限制，实车实验平台上只能进行特定总成和整车的实验。与实车实验相比， 台架实验具有不受外界自然环境的影响，各零部件的布置不受整车总布置限制的优点。 一方面，台架的模块化可以为不同类型的发动机及其控制器、电机及其控制器、动力电 池及其管理模块，以及整车控制器提供所需的实验环境；另一方面，目前测功机有足够 的控制精度和响应速度，来模拟整车运行时的道路阻力变化。此外，整车惯量可以通过 飞轮来模拟，并且有足够的数据采集设备采集相关的实验数据。通过以上对比可知，台 架实验相比于实车实验有着一系列的优势。所以开发混合动力汽车时，一般会在实车实 ④ 验前进行大量的台架实验。混合动力实验台架的优势和意义总结如下。 ①混合动力实验台架能够为电机、动力电池等各零部件总成，提供与整车相同的 实验调试环境，将总成放在近似真实的实验环境中进行相关的实验。可以针对混合动力 汽车的特殊要求进行研制与开发，从而指导各总成的研究方向与需要重点解决的问题。 ② 混合动力实验台架可以对各总成部件进行性能评估。对于需要评估的总成只需 提出实验条件的要求，模块化的实验台可以根据其要求重组，以提供所需的实验环境。 ③通过台架实验可以解决动力集成的关键技术。如对于动态切换、换挡过程的控 制。仿真技术只能提供一个理论上的指导，关键问题的解决仍然需要在实验台架上反复 实验调试。 ④混合动力实验台架可以进行整车控制器的测试，包括控制策略的调试与优化， 控制器硬件对混合动力汽车环境的电磁兼容性等。 ⑤混合动力实验台架可以完成整车动力性实验，并且通过工况循环可以完成经济 性的测试。 鉴于混合动力实验台架的上述特点，国内相关研究单位也展开了一系列针对混合动 力实验台架的研究，但多数仍停留在仿真阶段。其主要原因有两点：一是资金匮乏，混 合动力实验台架成本相对较高，高校及一些研究单位没有足够多的资金搭建混合动力实 验台架；二是技术储备不足，国内在混合动力实验台架方面的研究较少，可借鉴的技术 方案不多，缺少足够的技术支持。 虽然国外混合动力汽车的技术已经比较成熟，并且各大公司相继有样车推出，甚至 已投放市场。然而，由于技术保密等原因，关于上述混合动力实验平台的技术却鲜有报 道。因此，这将对国内台架方案设计及技术方案的确定带来一定的困难。 综合以上分析，混合动力汽车的研究在我国尚处于起步发展阶段，建立一整套完整 的具有国内、国际先进水平的混合动力实验台架系统，不管对混合动力汽车的理论研究 还是混合动力技术成果的推广，都具有十分重要的现实意义。而且混合动力汽车实验台 架的研究与开发，可填补我国在混合动力汽车实验领域的空白，有利于提升我国混合动 力汽车整车和混合动力汽车总成的总体实验水平；有利于建立一整套统一、规范、科学 的混合动力汽车实验规程、实验方法和实验标准；有利于建立统一、科学的混合动力汽 车整车和零部件总成的评价体系。 混合动力汽车实验台架的最终建立，可直接对混合动力汽车整车控