關于VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用

秦彩寧　雷君一　張睿善

摘 要：當前國家正致力于推進新型能源體系建設，新能源汽車相比傳統汽車在能源耗費量上具有明顯的優勢，產業上升空間較大。本文主要介紹VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用價值及應用要素，并從設備準備、技術支持、系統分析和科學校驗等角度探究VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用路徑，旨在進一步擴大新能源電動汽車的產業規模，促進行業現代化發展。

關鍵詞：VR技術 新能源電動汽車 拆裝試驗 設備準備

The Application of VR Technology in the Disassembly Test of New Energy Electric Vehicles

Qin Caining，Lei Junyi，Zhang Ruishan

Abstract：At present， the country is committed to promoting the construction of a new energy system. Compared with traditional vehicles， new energy vehicles have obvious advantages in energy consumption， and the industry has a larger room for growth. This article mainly introduces the application value and application elements of VR technology in the disassembly test of new energy electric vehicles， and explores the use of VR technology in the disassembly test of new energy electric vehicles from the perspectives of equipment preparation， technical support， system analysis and scientific verification. The application path aims to further expand the industrial scale of new energy electric vehicles and promote the modernization of the industry.

Key words：VR technology， new energy electric vehicle， disassembly test， equipment preparation

新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源，或使用常規的車用燃料，采用新型車載動力裝置，綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用可使汽車內部裝置實現可視化，支持相關技術人員分析汽車裝置結構的合理性和控制穩定性，繼而進行精細化調整和改進，保證產品質量。

1 VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用價值

“十二五”期間，我國新能源產業快速發展，直接帶動了汽車產業機構轉型升級，以“綠色環保”為主題的新能源汽車逐漸實現了產業化，初步從技術空間轉移到了市場空間，成為汽車企業努力提高商品化特征的目標對象。目前，針對新能源汽車產業發展國家出臺了《關于繼續開展新能源汽車推廣應用工作的通知》、《關于進一步做好新能源汽車推廣應用的通知》、《關于加快電動汽車充申基礎設施建設的指導意見》，為新能源汽車的產業化發展奠定了堅實基礎，使得新能源電動汽車產業環境逐步改善，VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用意味著我國汽車制造工藝和技術水平的不斷提升。從駕駛安全和使用壽命角度來看，VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用可新能源電動汽車的結構系統和控制系統具備明顯的數字化特征和可視化特征，相關汽車生產人員能夠利用VR技術提高汽車拆裝效率和精準性，有效優化汽車拆裝程序，同時，還能夠在VR技術的支持下完成直觀化的汽車產品效果評價，并借助自動化生產平臺和相關現代化技術實現拆裝試驗數據整合和結果分析，繼而利用虛擬現實服務平臺的工具系統實現裝配定位，大大提高新能源電動汽車產業的現代化水平。

2 VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用要素

我國具有較大的新能源汽車產業規模，公開資料顯示，2019年7月～12月全球插電式混合動力車銷量分別為38112.0輛、37257.0輛、41633.0輛、48084.0輛、46474.0輛、52612.0輛，全球純電動汽車銷量分別為96914.0輛、111034.0輛、124741.0輛、98024.0輛、118115.0輛、188822.0輛，純電動車銷量同比增長30%。由此可知，新能源汽車仍舊具有較大生產空間，VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用可切實促進新能源汽車行業發展，其應具備的應用要素主要包括環境要素、設備要素、技術要素和人才要素。就環境要素而言，新時期和新形勢下，新能源電動汽車生產、銷售環境逐步改善，考慮到新能源電動汽車在拆裝試驗中需要應用較大場地，以支持相關拆裝行為，在應用VR技術時應致力于構建新能源電動汽車仿真拆裝試驗室，該試驗室可為VR設備運行提供優良條件。就設備要素而言，相關技術人員應基于新能源電動汽車拆裝試驗的技術環境和試驗需求，有針對性引進相關先進技術設備，切實提高拆裝試驗過程中技術人員的交互性體驗和構想性體驗。就技術要素和人才要素而言，虛擬現實的關鍵技術主要包括動態環境建模技術、實時三維圖形生成技術、立體顯示和傳感器技術、應用系統開發工具以及系統集成技術，相關技術人員必須具備優良的職業精神和終身學習能力，有效掌握這些先進技術，以保證新能源電動汽車拆裝試驗的效果。

3 VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用路徑

3.1 設備準備

VR技術具有交互性、沉浸感、想象性三大特性，因此可被廣泛應用于汽車工業，2015年～2019年，我國VR投融資規模分別為21.8億元、49.8億元、50.5億元、52.2億元和53.0億元，基于新能源電動汽車拆裝試驗對VR技術的應用需求，應通過設備準備設置優良的試驗條件。

VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中具有長期應用基礎，在技術準備階段中應構建新能源電動汽車拆裝試驗室，在該試驗室中添加VR技術應用體系，以VR設備為基礎，構建新能源電動汽車虛擬仿真拆裝試驗系統。人機交互界面是新能源電動汽車虛擬仿真拆裝試驗系統的核心，主要包括一級界面、二級界面和三級界面，其中一級界面具有觸發功能和場景切換功能，可支持相關技術人員對新能源電動汽車的結構體系和拆裝模塊進行可視化研究，二級界面與一級界面相比更為細化，可支持相關技術人員對新能源電動汽車各個系統的內部環境進行分析，例如，就新能源電動汽車的發動機而言，技術人員可在拆裝二級界面中可視化完成缸體拆裝、排氣部件拆裝，并展示拆裝視頻，除此之外，還能分析飛輪、鏈條導板、油底殼、曲軸、排氣歧管、排氣凸輪等相關電氣設備的安裝水平。在三級界面中，相關技術人員可對新能源電動汽車的相關拆裝模塊進行精細化分析，并進行具體操作，通過場景切換真實感受拆裝過程[1]。

3.2 技術支持

公開資料顯示，2013年～2019年，歐洲純電動汽車銷量分別為2.28萬輛、3.94萬輛、5.80萬輛、9.52萬輛、13.74萬輛、20.63萬輛、35.78萬輛，純電動車在不同類型電動汽車中的占比分別為82%、88%、88%、48%、51%、57%、66%，電動汽車銷量同比增長73%，這意味著新能源汽車制造行業已經具備堅實發展基礎。VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用可有效優化拆裝流程，在實際應用中應實現虛擬拆裝人機交互功能和虛擬拆裝操作[2]。就虛擬拆裝人機交互功能的實現而言，可借助新能源電動汽車仿真拆裝試驗系統的核心界面，構建名稱顯示交互界面，在該界面中，操作者能夠根據拆裝需求對相關結構進行點擊和分析。例如，在新能源電動汽車的發動機拆裝時，VR技術將通過虛擬化分析，將電動汽車內部結構進行顏色區分，支持操作者清晰化了解新能源電動汽車的內部構造，繼而針對發動機的相關零部件進行拆裝學習。而在虛擬拆裝操作中，相關操作人員可借助VR設備設身處地地感受新能源電動汽車的拆裝環境，更加真實地模擬汽車的虛擬拆裝過程，在系統環境中利用虛擬化拆裝工具，如扳手、鉗子、螺絲刀等，按照正確拆裝工序進行汽車拆裝[3]。

3.3 系統分析

近年來，我國科學技術水平不斷提升，相關現代化技術已經在新能源汽車制造領域中得以廣泛應用，并已取得了實質性應用成效，基于新能源汽車系統結構合理性對運行狀態和駕駛安全的影響，相關技術人員可利用VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中進行系統分析，有效判斷某一運行狀態下和結構環境下汽車結構的運行穩定性，判斷汽車是否會發生相關故障。同時，還可利用基于貢獻度的虛擬網絡故障診斷算法，包括故障過濾子算法和基于貢獻度的故障推理算法，針對新能源汽車拆裝過程進行仿真實驗和結果分析。另外，在OpenFlow協議的支撐下，基于CNN-SVM的SDN網絡鏈路故障定位算法還可在SDN網絡鏈路故障定位系統的支持下，結合VR技術實現新能源電動汽車拆裝流程優化，大大提高真實拆裝效率。值得一提的是，在系統分析的過程中，還可添加故障反饋機制，支持相關人員在新能源電動汽車拆裝試驗中掌握相關故障的表現狀態，并利用自動化技術進行修復和改進。

3.4 科學校驗

國家統計局資料顯示，2018年第一季度至2019年第四季度，新能源汽車銷售量分別為16.5萬輛、46.8萬輛、75.0萬輛、131.7萬輛、23.8萬輛、61.6萬輛、84.7萬輛和117.2萬輛，新能源汽車產銷率累計值分別為94.2%、98.9%、97.20%、100.9%、94.7%、97.4%、97.20%、98.7%，由此可知，新能源汽車行業具有優良發展前景。在新能源電動汽車拆裝試驗中，可利用VR技術實現拆裝結果的科學教研，技術人員可結合VR技術的可視化優勢，根據全員參與原則、動態識別原則、經濟性原則和資料積累原則，有效利用從主觀信息源出發的菲爾德法、情景分析法以及從客觀信息源出發的核對表法、流程圖法、檢查表法和圖解計數法，完成新能源汽車拆裝風險識別以及故障規律的掌握，并針對新能源電動汽車的體系結構和拆裝流程進行拆裝結果評價，繼而在新能源電動汽車的優化設計中切實降低設計風險、工藝風險、電氣設備運行風險、接地風險以及電磁干擾風險，架構運行穩定的控制體系和結構體系。另外，在利用VR技術進行新能源電動汽車拆裝試驗的過程中還可有效滲透物聯網分析技術，全面整合拆裝數據，從整體角度出發，對可能造成運行隱患的拆裝流程進行優化處理，保證駕駛安全和新能源汽車的控制安全。

4 結語

總而言之，新能源汽車在能源消費量上具有明顯優勢，面對日益增加的能源應用壓力，可以預見新能源汽車將在未來一段時間內快速占領汽車市場。VR技術在新能源電動汽車拆裝試驗中的應用可支持相關技術人員可視化分析系統結構和控制系統，通過設備準備、技術支持、系統分析和科學校驗，高效率實現系統優化。

基金項目：項目來源：教育部科技發展中心產學研創新基金課題。

項目名稱：《基于混合現實（MR）在新能源電動汽車教學中的應用研究》編號：2018C01066，于2019年11月立項。

參考文獻：

[1]張帆，李云龍.VR虛擬現實技術在車輛虛擬維修中的分析[J].科學技術創新，2020（04）：76-77.

[2]王澤森，申榮衛.VR技術在新能源汽車專業教學中的應用與研究[J].職業，2020（04）：94-95.

[3]黃薇.基于VR汽車維修接待教學平臺的界面設計研究[J].電腦知識與技術，2020，16（01）：38-39.