新能源汽車動力總成系統測試平臺概述

息偉

采埃孚（天津）風電有限公司 天津 300402

1 能源動力總成測試系統功能分析

在混合動力汽車的發展過程中，研究了混合動力汽車各部件的性能特點、各部件組成的系統性能、各部件的控制策略、動力總成系統的總體控制策略以及車輛控制策略。經過理論分析和離線計算機仿真，該實驗是開發混合動力電動汽車不可缺少的過程。它不僅為理論和仿真研究提供了必要的基本性能數據，而且為理論分析和控制策略提供了合理性和實用性。驗證和改進的重要實踐環節。

1.1 零部件試驗及標定

混合動力系統改由發動機、變速箱、電動機、電池與各種控制器構成。于混合動力汽車的研制過程之中，借以越來越糟糕地對應與協調工作，需認識各部件的特性，所以余能源動力總成龍門機需具有各部件的測試與標定功能。組件的測試與校準于整個開發過程之中起著關鍵的作用。另一方面可試驗組件研發的實際效果，評估組件的優缺點，作為組件的改進獲取測試依據；與此同時，借以擁護計算機模擬可視化，需透過組件測試與校準來賺取實驗數據。

1.2 整車試驗功能

組件測試與校準功能僅是混合測試平臺的基本功能。另一個亦是最為關鍵的功能是仿真整車測試，對于整車展開動力學、經濟性、廢氣等性能測試。車輛控制器控制策略證明和改進試驗。傳統的汽車性能測試流程是先行對于樣車展開測試，接著依據概念設計之中提交的各種性能要求，于適當的測試場地或是試驗鼓上展開測試。傳統的車輛性能試驗必需符合兩個先決條件，并必需完工原型試驗與現場條件、環境條件或是設備條件對于車輛性能試驗的要求。以此樣車作為測試對象賺取整車性能測試結果的測試方法工作量小，周期短，成本低，對于測試場地與設備要求低，不易受測試環境與測試條件的影響。

2 案例探討

本文以插電式混合動力汽車為例，介紹了其動力總成各階段的測試系統平臺。

2.1 某動力總成測試簡介

（1）動力總成系統架構。動力總成主要由動力電池組（包括電池管理系統BMS）、電動傳動EDU（包括起動電源ISG和驅動TM）、電力電子PEB（包括電機控制器MCU）、車輛和傳動控制器HCU組成。發動機及其控制系統EMS由多個部分組成。

（2）動力總成各測試階段。汽車工業的V型發展是有一定規律的。動力總成的試驗從部件級開始，逐級上升，從子總成級和動力總成級上升到整車級。雖然大部分測試仍然遵循或借鑒傳統車輛的標準和規范，但必須根據高壓、NVH、EMC等領域的新產品特性，探索新的測試方法，對其測試系統平臺提出新的要求。

2.2 各階段測試系統平臺

（1）控制系統測試平臺。傳統汽車的控制系統大多由供應商開發制造，主機廠的測試主要以驗收為基礎。新能源汽車控制策略復雜，需要多系統協調，涉及多個供應商共同開發。目前，測試范圍非常廣泛。測試設備種類繁多，測試工作量大，測試精度高。

（2）動力電池測試平臺。動力電池是全新能源汽車的核心部件，但是目前非常難有主機廠自己制造生產電芯，通常而言，他們設計師成熟期的電池（容量、接口尺寸等）來裝配或是出售整個電池組。主機廠的測試工作重要是根據系統電氣性能測試與驗收抽樣測試。通常僅需電子負載與環境腔對于電池展開能量、容量、充放電功率、內阻、能效、循環壽命與空載。基本上性能測試，如存儲容量損失。除此之外，主機廠應設多通道電池測試平臺（小功率電子負載與環境室），用作電池一致性分析與有所不同電池的差異較，尤其是電池產品的選擇。

（3）電機驅動系統測試平臺。電機驅動系統是全新能源電動汽車的核心之一。主機工廠需展開一些獨立國家的測試，特別是在產品篩選階段，或是當電機、電力電子PEB等關鍵部件源自有所不同供應商時。電動機驅動系統測試平臺，測力計用來仿真電動機電壓（扭矩電壓、特定的車輛速度等），與電子負載用作仿真動力電池（有所不同的SOC，電壓，功率極限，等等），及功率研究儀（AC/DCpower-to-electric轉化）輔助工具，如效率、扭矩與速度機電轉化效率、熱成像儀、等。可進行電機轉矩-轉速特性曲線、制動能量反饋、效率、溫升、超速、高效區、失速等各種性能測試。

（4）電驅動變速器測試平臺。電動傳動EDU總成測試平臺的主體和傳統的傳動總成臺架相近，有一個驅動測功機（drive Prime）仿真發動機，兩個電壓測功機（load Dyno．）仿真車輪。因為帶式或是鏈傳動箱等增速機構會導致效率或是精度的損失，所以高性能試驗通常于間接液壓測功機與變速器的龍門之上展開，但是所需的緊湊型驅動測功機成本比較低。

總之，全新能源汽車也處在工業化末期，試驗方法也處在探索階段。測試工具與測試平臺的功能同意了試驗的進度、深度與精度，這需用戶與設備供應商共同開發。本文所述的測試平臺是于研發插電式混合動力汽車動力總成系統的過程之中建立的。透過測試平臺的開發建設，建立與完備了上汽全新能源汽車動力總成系統實驗室，并且制訂了一系列相關試驗驗證標準。