接之前的文章,由于純電動汽車的快速發(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爭力的產品,整個開發(fā)過程變得非常快速,在系統(tǒng)驗證環(huán)節(jié)還是在整車驗證環(huán)節(jié)去保證電動汽車的安全品質,我們來分兩部分探討一下整個部件和整車的驗證體系。
備注:說實話,由于在迭代快速開發(fā)階段,驗證的話語權是暫時降低的,因為要保證有競爭力的產品雛形出來,才有可能成功。當然在產品穩(wěn)定階段,逐步上量的過程中驗證的地位又上升了。在不同的模式里面,開發(fā)、驗證、質量等環(huán)節(jié)的權重是不一樣的,根據(jù)不同的情況調節(jié)自己的心態(tài)才是最重要的。
整車驗證
在整車層面,傳統(tǒng)的驗證技術也還保持著生命力,常用的整車試驗驗證方式 整車道路(公路)試驗、場地道路試驗、整車臺架試驗、 整車動、靜態(tài)主觀評價試驗和虛擬數(shù)據(jù)和計算機仿真驗證分析等。在這個環(huán)節(jié)里面,有很大的一部分還是與傳統(tǒng)燃油車相似的內容,比如在整車道路試驗里面包括道路工況統(tǒng)一確認,路譜采集,氣候環(huán)境條件統(tǒng)一確定,區(qū)域使用習慣,性能試驗方法。可能差異的部分,是把補充燃油換成了充電的差異(快充和慢充)。
這里潛在的一些問題,大體是可以在動力系統(tǒng)和空調系統(tǒng)的子系統(tǒng)驗證環(huán)節(jié)可以體現(xiàn)出來的,就是電動汽車在低溫和高溫條件下的整車性能方面的驗證。在夏季高溫試驗,測試的主要目的是驗證車輛在高溫工況下的最佳狀態(tài)與運行效率,包括在高溫條件下,相關散熱系統(tǒng)的高溫下水泵功能驗證、風扇控制標定測試、電池電機的溫升測試、電機功率的標定測試、以及空調冷卻系統(tǒng)的測試等。嚴格來說,對于原有的成熟的傳統(tǒng)燃油車替換成純電動三電總成以后,帶來環(huán)境適應性需要重新依靠新的測試體系來識別和發(fā)現(xiàn)電驅動動力總成在各個方面的細節(jié)差異。
動力系統(tǒng)
從直接的變化來說,現(xiàn)在所有的新能源汽車特別是純電動汽車,是把動力系統(tǒng)的開發(fā)與傳統(tǒng)的動力系統(tǒng)進行替換。由于兩者開發(fā)難度和試驗項目的差異,使得整個過程核心,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力系統(tǒng)的開發(fā)開始的。我們一般把三個主體的電池和驅動系統(tǒng)作為兩大獨立的系統(tǒng)去進行驗證,整車控制作為獨立的控制系統(tǒng)演進的過程去完善它。
電池系統(tǒng)
在開發(fā)階段,電池系統(tǒng)方面主要是通過虛擬驗證、認證試驗和標定實驗三部分組成,虛擬實驗更多的是為了開發(fā)過程中需要進行分析和驗證的地方所做的;認證是因為目前國內對于電池系統(tǒng)有很多的要求,在企業(yè)內外的要求和整車的要求進行。
虛擬驗證:是指采用有限元、計算流體技術等數(shù)值仿真方法,基于CAD模型進行電池系統(tǒng)結構、熱等性能的仿真分析及優(yōu)化設計, 使碰撞、振動、熱平衡等性能滿足三實試驗要求。細節(jié)而言一般分為模組級別和系統(tǒng)級別,分別包括結構和熱分析兩大塊:
模組結構驗證:模組強度分析、模組模態(tài)分析、模組吊裝強度分析、電芯碰撞安全分析模組跌落分析、模組振動分析和模組擠壓分析
系統(tǒng)結構驗證包括:電池包強度分析、電池包模態(tài)分析、電池包吊點安裝剛度分析、電池包應力疲勞分析、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、電池包機械振動分析、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:一般來說要通過多個工況和對應的熱仿真分析項目: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、電池保溫性能等內容。
認證試驗:對三大類產品進行企業(yè)內部的認可管理,包括國家標準要求的測試項目,以及企業(yè)內部制定的已經(jīng)定型的試驗標準。
標定實驗:基于整車性能評價和電池管理系統(tǒng)開發(fā)需求,進行電芯和電池系統(tǒng)性能參數(shù)標定,用于動力電池系統(tǒng)性能評價和控制算法參數(shù)。主要包括峰值放電功率標定、熱平衡標定和SOC標定。
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力實驗,設計不同的工況下,整車的控制策略和對應的特性是否滿足部件SOR和整車VTS的要求。如下圖所示,表征多次實驗,當?shù)谝淮慰斐溥^程,電池溫升8℃;行車過程平均功率較小與外接沒有達到熱平衡,電池溫度沒有明顯上升;當?shù)诙慰斐溥^程中,電池溫度起點較高,此時電池管理系統(tǒng)通過功率降額,使得充電電流自適應減小,電池溫升速率減慢,最終達到一個達到熱平衡點。
我有點比較好奇,因為在車輛的開發(fā)和試驗驗證體系上面,其實不光是各種模具生產準備費錢,在試驗認證體系構建的時候,也有大量花錢的地方。大量的試驗和數(shù)據(jù)采集回去要對部件和系統(tǒng)進行升級和調整。我覺得圍繞電池和電機系統(tǒng),這套基于供應商的部件層級的把關,然后在整車層面做更多的細節(jié)標定是我們能否看到一個成熟產品的核心關口,也是體現(xiàn)一個整車企業(yè)對后面產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)進度縮短了一半有余。
小結:這一輪的新造車企業(yè)的產品,在從1000爬到1萬,從使用時間1年走到3年,這個過程里面也會有很多的淘汰。汽車產品雖然對人的考核周期并不長,但是對企業(yè)的的周期特別長,有問題消費者就是要去你的4S店,去你的地方拉條子的。