純電動(dòng)客車(chē)三電系統(tǒng)臺(tái)架聯(lián)調(diào)測(cè)試研究

汪雙柱

（中興智能汽車(chē)有限公司，廣東 珠海 519040）

前言

在純電動(dòng)客車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，整車(chē)三電系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)測(cè)試驗(yàn)證是一項(xiàng)關(guān)鍵工作。為保證產(chǎn)品的質(zhì)量與性能，需開(kāi)展CAN網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證、三電系統(tǒng)功能測(cè)試驗(yàn)證、整車(chē)控制策略的驗(yàn)證與優(yōu)化[1-2]、整車(chē)性能的驗(yàn)證與優(yōu)化等工作。

客車(chē)產(chǎn)品往往都是根據(jù)訂單小批量地生產(chǎn)和交付，而客戶(hù)的要求不盡相同，不同批次的產(chǎn)品往往又會(huì)有或大或小的變更，這就導(dǎo)致了各個(gè)批次的產(chǎn)品均需要開(kāi)展聯(lián)調(diào)測(cè)試工作。這些工作通常都是在整車(chē)下線后進(jìn)行，復(fù)雜又耗時(shí)。同時(shí)訂單產(chǎn)品常常面臨較大的交付壓力，聯(lián)調(diào)測(cè)試成為產(chǎn)品交付的瓶頸之一。

本文基于某款純電動(dòng)城市客車(chē)的聯(lián)調(diào)測(cè)試工作，提出了一套三電系統(tǒng)臺(tái)架聯(lián)調(diào)測(cè)試方法，在樣車(chē)下線前就在試驗(yàn)臺(tái)架上開(kāi)展系統(tǒng)級(jí)聯(lián)調(diào)測(cè)試和優(yōu)化工作，減少了整車(chē)聯(lián)調(diào)測(cè)試驗(yàn)證工作量，提高了測(cè)試驗(yàn)證質(zhì)量，為純電動(dòng)客車(chē)的產(chǎn)品質(zhì)量和交付質(zhì)量都提供了有力支持。

1 測(cè)試系統(tǒng)的搭建

1.1 測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成

臺(tái)架聯(lián)調(diào)的測(cè)試對(duì)象包括整車(chē)控制器、動(dòng)力電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、輔驅(qū)系統(tǒng)（油泵、氣泵、DC/DC 等）等。測(cè)試系統(tǒng)方案如圖1 所示。測(cè)試過(guò)程中各系統(tǒng)參照實(shí)車(chē)狀態(tài)進(jìn)行布置。

圖1 測(cè)試系統(tǒng)方案示意圖

1.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是純電動(dòng)客車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)，其性能，尤其是外特性、系統(tǒng)效率及控制精度對(duì)整車(chē)的動(dòng)力性、續(xù)駛里程和能量消耗率有著很大影響[3]。電機(jī)性能測(cè)試依托驅(qū)動(dòng)電機(jī)測(cè)試臺(tái)完成[4-5]，其主要由模擬電源、測(cè)功機(jī)、測(cè)控系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速扭矩和電壓電流測(cè)量裝置及冷卻系統(tǒng)等組成。

1.3 硬線信號(hào)的模擬

測(cè)試過(guò)程中，需要模擬整車(chē)控制器的部分?jǐn)?shù)字量及開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)，如油門(mén)信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)、鑰匙開(kāi)關(guān)信號(hào)、手剎信號(hào)、干燥器信號(hào)等。因此制作硬線模擬裝置，采用電子旋鈕開(kāi)關(guān)模擬油門(mén)和制動(dòng)信號(hào)，采用翹板開(kāi)關(guān)模擬開(kāi)關(guān)信號(hào)，并用發(fā)光二極管模擬整車(chē)控制器輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)。

1.4 CAN 網(wǎng)絡(luò)屏蔽處理

部分零部件（如油泵）并不適合在臺(tái)架上調(diào)試驗(yàn)證，但若不安裝該零部件又會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)報(bào)警而無(wú)法上電測(cè)試。故制作一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān)，轉(zhuǎn)發(fā)整車(chē)控制器CAN 報(bào)文至電池及主輔驅(qū)系統(tǒng)，將電池及主輔驅(qū)系統(tǒng)的部分故障屏蔽并將CAN 報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至整車(chē)控制器，保證聯(lián)調(diào)工作的順利進(jìn)行。

1.5 冷卻系統(tǒng)處理

考慮到測(cè)試的復(fù)雜性和必要性，未安裝冷卻水泵及散熱風(fēng)扇，而是利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)測(cè)試臺(tái)的冷卻系統(tǒng)對(duì)電機(jī)系統(tǒng)及輔驅(qū)控制器進(jìn)行冷卻。根據(jù)整車(chē)控制策略，冷卻水溫度采用較為極限的55 ℃。

2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)性能測(cè)試結(jié)果分析

2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)外特性測(cè)試結(jié)果分析

驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)外特性測(cè)試結(jié)果如圖2 所示，可以看出，

圖2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)外特性曲線

無(wú)論額定扭矩和功率，還是峰值扭矩和功率，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)測(cè)得額定和峰值工況下最大扭矩誤差為1.98%，控制精度較高，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，有利于整車(chē)動(dòng)力性能的實(shí)現(xiàn)。

2.2 系統(tǒng)效率測(cè)試結(jié)果分析

電動(dòng)狀態(tài)下系統(tǒng)效率map 如圖3 所示。系統(tǒng)最高效率為96.5%，系統(tǒng)的高效工作區(qū)（效率≥80%）的占比為96.5%，最高效率和高效區(qū)占比均較高，對(duì)整車(chē)能耗達(dá)標(biāo)較為有利。

圖3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)外特性曲線

3 三電系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測(cè)試結(jié)果分析

3.1 系統(tǒng)上下電邏輯驗(yàn)證

經(jīng)過(guò)對(duì)整車(chē)控制器、主輔驅(qū)控制器軟件程序的多輪優(yōu)化和調(diào)整，系統(tǒng)順利實(shí)現(xiàn)上下高壓電，其中高壓上電流程如圖4 所示。分析報(bào)文數(shù)據(jù)，上下電邏輯正確，報(bào)文數(shù)據(jù)正常。

圖4 高壓上電流程

3.2 行車(chē)功能檢查及工況測(cè)試驗(yàn)證

利用油門(mén)和制動(dòng)踏板模擬裝置檢查系統(tǒng)行車(chē)功能，系統(tǒng)能夠正常執(zhí)行前進(jìn)和后退指令。

采集相似車(chē)型在實(shí)際路面上的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩信號(hào)數(shù)據(jù)，在臺(tái)架上進(jìn)行工況模擬測(cè)試，如圖5 所示，結(jié)果顯示系統(tǒng)正常工作，未觸發(fā)報(bào)警，未出現(xiàn)限功率的情況。

圖5 工況模擬測(cè)試運(yùn)行曲線

3.3 其他調(diào)試驗(yàn)證

另外，對(duì)三電系統(tǒng)還進(jìn)行了檔位切換邏輯、制動(dòng)優(yōu)先、應(yīng)急下電、系統(tǒng)故障處理、水泵及散熱風(fēng)扇使能等方面的調(diào)試驗(yàn)證，均滿(mǎn)足系統(tǒng)策略要求。

4 結(jié)論

通過(guò)開(kāi)展三電系統(tǒng)臺(tái)架聯(lián)調(diào)測(cè)試，部分整車(chē)聯(lián)調(diào)測(cè)試的工作在樣車(chē)下線前就已完成。和以往車(chē)型對(duì)比，該車(chē)型整車(chē)聯(lián)調(diào)測(cè)試驗(yàn)證較為順利，驗(yàn)證較為充分，驗(yàn)證周期降低了40%左右，產(chǎn)品順利交付。運(yùn)用本文三電系統(tǒng)臺(tái)架聯(lián)調(diào)測(cè)試方法，對(duì)純電動(dòng)客車(chē)的產(chǎn)品質(zhì)量和交付質(zhì)量都有明顯的積極作用。