淺析插電式混合動力功能樣車試制方法

楊夏 劉尚龍 黃流春 蘇濤

摘? 要：針對某款插電式混合動力汽車（PHEV）特點，依據功能樣車驗證需求逆向解析樣車試制要求，并以此開展試制驗證工作，滿足不斷提升的產品研發質量需求，達成項目QCD最優。本文從解析樣車要求、試制方案設計、樣車評價三方面介紹功能樣車試制驗證方法。

關鍵詞：PHEV;功能樣車;試制驗證

中圖分類號：U466? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1005-2550（2020）01-0029-05

Analysis on the manufacturing method of a PHEV functional vehicle

YANG Xia， LIU Shang-long， HUANG Liu-chun， SU Tao

（ Dongfeng Motor Corporation Technical Center， Wuhan 430058， China ）

Abstract： Aimed at the characteristics of a plug-in hybrid electric vehicles （ PHEV ） and the functional vehicle trial verification requirements， a representative evaluation method is using to guide the vehicle trial， to meet the continuously upgrading quality of the product development demand and reach the optimal QCD of project. The trial manufacture verification method of a functional vehicle is introduced from analytical vehicle testing requirements， trial manufacture process design， prototype validation methods.

Key Words： plug-in hybrid electric vehicle; functional vehicle; trial verification

1? ? 前言

隨著我國節能減排要求的不斷提高，新能源汽車的發展被列為戰略性新興產業之一，經過多年的技術積累與發展，已實現了節油率的逐步提升。

表1 新能源各車型節油效果對比

新能源汽車發展在“十三五”規劃期間由起步階段進入加速階段，重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業化。純電動汽車在應對石油短缺和環境污染方面具有較大的優勢，但其存在價格偏高和續駛里程較短的局限。插電式混合動力汽車兼具純電動汽車和傳統汽車的優點，既有純電動汽車節能環保的特點，續駛里程也能得到保障，在充電基礎設施尚不普及、電動車電池技術仍不完善的背景下，插電式混合動力技術是最具實際意義的減排選擇。

在整車研發過程中，需實車驗證的環節很多，針對不同的研發需求提供與之相匹配的樣車，有助提升開發質量，達成項目質量、成本、周期最優。本文針對PHEV動力驅動系統結構特點，基于功能樣車試制需求，開展樣車試制驗證工作，分為三個步驟：①解析樣車試制要求;②試制方案設計;③樣車裝配及評價。

2? ? PHEV系統功能設計

2.1? ?系統基本結構

以下是一款自主研發PHEV轎車系統布置結構，如圖1。

動力總成系統包括：整車控制器、發動機及其控制系統、雙電機及其控制系統、多模變速器、動力電池組及其管理系統等。

2.2? ?系統功能設計

PHEV車型開發過程中，最重要的是對發動機的啟停、發動機與電機之間如何協調工作、能量管理的系統設計。在整車控制過程中，整車控制策略功能就是實現整車能量管理與動力系統的控制，指揮發動機與電機之間協調工作，實現各整車工況下能量的合理分配。

根據整車運行工況和動力總成狀態不同，劃分為以下8種工作模式，具體模式及功能見表2：

3? ? 試制方法

3.1 試制需求解析

PHEV功能樣車試制的主要目的是通過新能源三電系統：電機、電池、電控，以及其它高壓電氣附件等在整車上的搭載，實現以上整車工作模式及功能，驗證整車控制策略。整車功能實現分解到關鍵零部件的功能需求見下表3：

3.2.1 整車試制方案

從以往的新動力總成搭載車型開發經驗中可以得出：樣車試制在基礎車型上較容易實現，變更點較少，且能滿足整車的功能驗證需求。避免了全新試制樣車帶來的大量成本及周期的浪費。所以，PHEV功能樣車的試制，會選擇在現有基礎車型上換裝PHEV系統相關零件。既可使試驗車輛再利用，也可縮短試制周期。

明確整車試制方案后，對基礎車型配置、狀態進行識別，識別設計變更內容、變更原因以及對試制的影響。在滿足樣車功能驗證前提下，提出整車試制的關鍵路徑，并針對性的設計短周期、低費用的試制工藝方案。

以A車型為例，功能樣車主要設計變更點見表4。

3.2.2 零部件試制方案

零部件試制是整車試制的基礎，特別是關鍵零部件的試制，直接決定了整車試制成本和周期。零部件試制方案設計是指針對解析出的零部件試制需求，設計對應的零部件制造工藝方案，將零件圖紙轉化為實物。制造工藝方案決定著零部件性能，也決定著零部件的制造周期和費用，因此設計零部件制造工藝方案時，如何在眾多工藝方案種選擇最優方案，需綜合考慮試制需求，周期及費用。

以驅動電機試制工藝方案設計為例，將驅動電機總成分解到部件級，再分別設計制造工藝方案，最終在滿足總成試制需求的前提下，選擇一種較短周期、較低費用的最優組合。驅動電機試制工藝方案設計見表5：

3.3? ? 樣車裝配及評價

3.3.1 樣車裝配

樣車裝配分為四個階段：工藝文件設計、網絡臺架測試、實車裝配、樣車檢查。

（1）工藝文件設計。裝配工藝人員參考整車數模、零件明細編制裝配工藝文件，對總裝件進行工藝組塊劃分，制定裝配工藝路線圖，如圖2所示。工藝文件中注明零件的裝配位置、裝配順序、裝配基準、重保項。工藝文件設計目的有兩點：

（a）指導現場裝配，保證裝配質量;

（b）對重保項進行點檢，確保可追溯。

（2）網絡臺架測試。樣車裝配前，搭建簡易電器臺架，對整車網絡通訊進行測試，合格后再裝車，確保滿足后續功能調試要求。

（3）實車裝配。裝配過程中嚴格執行工藝文件，對發掘設計問題解析并實施有效對策，滿足標定試驗要求。

（4）樣車檢查。裝配完成后，需對整車狀態進行檢查，主要包括重保力矩、油輔料加注、基本功能。

3.3.2 樣車評價

樣車交付前需對整車進行功能核查和保安防災評價，確保各項功能符合項目要求，排除安全隱患。功能核查分為傳統功能和PHEV專有功能。表6列舉了PHEV樣車專有功能核查的主要項目及操作方式。

保安防災依據保安防災判定基準進行判定，重點關注部位有：機艙、車身底盤、儀表板、車門、車內地板、行李箱。評價時還需考慮車輛狀態：停止、行駛、負載。評價發現問題需逐一對策整改，確保樣車無安全隱患遺留后方能交付試驗。

4? ? 結語

近年來，在汽車行業微增長的大環境下，我國各大主機廠將新能源汽車作為研究和市場開拓的重點，競爭日益加劇。為滿足產品研發質量和開發周期的更高要求，如何充分、快速的驗證產品設計、為試驗提供有品質的樣車是提升整車試制驗證能力的重點。本文結合某款PHEV功能樣車的結構特點和需求對試制驗證方法進行闡述，主要結論如下：

（1）樣車試制，需要從試制要求解析、試制方案設計、試制樣車評價等試制全環節進行考慮，并最終形成功能樣車試制方法;

（2）樣車試制需針對不同樣車需求，對關鍵零部件關鍵要素及要求及裝調的控制要素及要求進行專項設計;

（3）以“短周期、低費用”為原則設計關鍵零部件試制方案，為今后試制驗證提供參考。

參考文獻：

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