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无法走传统“老路” 新能源汽车测试面临新考卷

作者:万仁美 来源:中国汽车报网 发布时间:2019-09-12 浏览:
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中国储能网讯:传统汽车的“心脏”是发动机,新能源汽车的动力则来自电池。两者最大的区别是内燃机本身高速运转,而动力电池“静静”地进行电化学反应。这种不同注定了传统汽车与新能源汽车的测试方法和手段有根本区别。

新能源汽车时代渐行渐近,新的挑战随之产生。

抛开动力系统的差别,新能源汽车从表面上看与传统汽车差别不大。然而,恰恰是动力系统的不同,使整车研发与测试成为新课题。8月29日,2019年汽车整车研发测试亚洲论坛在江苏无锡召开,业内100多位专家对此专门进行探讨。与会人士形成共识,新能源汽车研发测试不仅要改变方法和手段,更要建立全新的评价规则。

■面临整车测试新课题

传统汽车的“心脏”是发动机,新能源汽车的动力则来自电池。两者最大的区别是内燃机本身高速运转,而动力电池“静静”地进行电化学反应。这种不同注定了传统汽车与新能源汽车的测试方法和手段有根本区别。

内燃机通过差速装置把动力分配给4个车轮;电动汽车没有这个装置,目前比较流行的是车辆前后分别安装一个电机,有的安装4个轮边电机,未来3~5年可能还会出现量产的轮毂电机车辆。“与传统汽车相比,新能源汽车的测试方法、目标将发生根本性变化。”宝克中国公司总经理Scht说。

一般来说,电子产品的测量精度要求比较高,电动汽车最大的特点就是大规模电气化,这要求研发测试的精度必须大幅提高,这是汽车行业从前没有经历过的事情。家用轿车内燃机的转速一般不超过8000转/分钟,而电机的转速轻松超过1万转/分钟,目前电动汽车电机的转速普遍为1.6万~1.8万转/分钟,但这个数字很快将成为历史,2万转/分钟的电机已在量产的路上。Scht提出:“电机的高转速给车辆研发测试带来巨大的挑战。”

电机的高转速伴随着较小的惯量以及极低的内阻力,这就要求研发测试技术及设备拥有极高的响应速度,进而对软件和硬件都提出很高的要求,用Windows操作系统已不能满足需求,必须采用专门为工业开发的实时操作系统。

充电是新能源汽车相对传统汽车的新需求,涉及通讯接口和充电数据交换的测试,充电又分为快充与慢充,不同场景对测试又提出很高的要求。传统汽车加注汽柴油比较简单,主要考虑VOC(蒸发排放)是否合格,而新能源汽车的充放电测试要复杂很多。

此前,传统汽车在我国一直采用NEDC工况进行测试,随着国六排放标准的实施,WLTC测试方法走到台前,其虽在NEDC工况基础上加以改进,本质上仍针对传统汽车。新能源汽车有自己的特征,WLTC测试方法并不完全适用。目前,我国新能源汽车还没有一套完善的研发与测试系统,业界还在摸索前进。

Scht表示:“新能源汽车是新生事物,不像传统汽车那样基本定型,传统汽车每年推出新产品只是改良,没有实质性变化,新能源汽车却不同,仅仅纯电动汽车每年都有很多新技术运用到量产车上。随着技术和市场不断发展,插电式混动、增程式汽车也受到广泛关注,未来可能还有固态电池汽车及燃料电池汽车实现大规模量产,这些新变化都对传统的整车研发测试提出了新挑战。”

Scht认为,传统汽车的研发测试一部分靠经验积累,而新能源汽车发展太快,还需应用人工智能技术,通过自我学习能力提高研发测试水平。“新变化带来新挑战,研发测试技术、设备都朝多功能化的方向发展,以应对技术和市场快速发展带来的挑战。”他说。

■要顺应驱动分布式发展趋势

目前,电动汽车普遍采用前后两个电机的布局,未来会有更多配装4个电机的产品出现。这种变化趋势意味着整车研发测试将向分布式发展。浙江大学动力机械及车辆工程研究所副所长朱绍鹏说:“分布式驱动是电动汽车未来发展趋势,研发测试也将跟随驱动方式的发展而转变。”

电驱动系统经历了不同的发展阶段。最初,电动汽车采用分体式驱动单元,经过物理集成形成了电机+电控+减速机的集成驱动单元,随着电机技术的不断发展,轮毂电机被运用在车辆上,逐步形成了标准化的动力底盘。“分布式驱动控制更加节能、安全,智能化水平很高,是下一代电动汽车关键技术研发方向。”朱绍鹏说。 据介绍,相比传统的集成方式,多驱动源分布式驱动的优势比较明显,比如可以节省空间。朱绍鹏说:“大家都不太喜欢坐在乘用车后排中间位置,因为往往那里脚下有一个‘鼓包’,多驱动源分布式驱动将解决这个问题。”

此外,多驱动源分布式驱动可以提高传动效率,减少能量损耗。传统汽车通过传动轴输送动力,这对传动轴的加工和安装要求极高,否则就会损失很多动力,降低传输效率。传统汽车使用复杂的动力分配装置实现全时四驱,而多驱动源分布式驱动并不需要那么复杂的装置,就可以轻松地实现全时四驱、前驱、后驱等多种驱动形式的转换。多驱动源分布式驱动的每个电机都可以实现单独控制,并且响应速度非传统内燃机可比,这增强了电动汽车的操控性,可通过协调控制各电机实现稳定驾驶。

分布式驱动已在公交车上运用。朱绍鹏称:“公交车的工况比较简单,车速也不高,比亚迪K9电动客车采用轮边电机,已在国内外市场销售。乘用车的工况比较复杂,动力学控制是分布式驱动电动乘用车能否量产的技术瓶颈,对研发测试也提出了很高的要求。”

目前,部分汽车企业已在乘用车概念车上尝试分布式驱动,特斯拉、宝马等企业已在量产车上采用双电机、三电机的分布式方案。

■研发检测严要求成为必须

“无论哪种车辆进行研发测试,安全都是第一位的,尤其新能源汽车技术仍在不断发展,我们更要严谨,标准要求必须更严格。”工信部原公告车辆管理专家逯海告诉记者。

《乘用车制动系统技术要求及试验方法》(GB21670-2008)中专门为电动汽车增加了应急制动测试标准——在行车制动系输出的电动部件完全失效的情况下,测试电动汽车的制动性能如何,以及在失效状态导致电动部件产生的最大制动力。“这两项测试可以检验电动汽车在紧急状态下的制动能力。如果不加以检测,车辆发生意外情况就会很危险。在以往的检测中,我们发现有些车辆不合格,一律没有对其进行公告管理审批,责令全部重新完善相关功能。研发检测必须严格要求,企业高标准严要求,主管部门的压力就会轻一点,也能节省企业报送产品上公告的时间。”逯海说。

新能源汽车的部分标准已制定完成,有标准就有研发检测的依据。逯海说:“有标准,测试工作就相对容易,还没有形成统一认识的部分,可以参照传统汽车及其他方面的要求对照进行。”

北汽福田工程研究总院整车性能试验总工程师张宪说:“部分企业可能没有严格按照标准进行研发测试。不严格要求自己,在公告审批时会遇到麻烦,不但自己要重新测试,而且耽误产品上公告的时间。如今市场竞争激烈,晚一天上公告就可能失去市场竞争优势。北汽福田深刻明白这个道理,一直严格按照国家要求实施研发测试。”据介绍,北汽福田成立了专门的团队,利用测功机按照标准要求逐项测试。

相对于巨大的市场潜力,新能源汽车“小荷才露尖尖角”,即便这样,行业也开始面临研发测试等一系列新的挑战。业界对此应有一定的准备,毕竟随着配装固态电池、燃料电池的新车型量产,更大的挑战还在后面。

原标题:无法走传统汽车“老路” 新能源汽车测试面临新考卷

关键字:新能源汽车 动力电池 固态电池

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