更多測(cè)試，更復(fù)雜系統(tǒng)，更少時(shí)間
電池動(dòng)力總成技術(shù)和內(nèi)燃機(jī)(ICE)動(dòng)力總成技術(shù)從根本上來(lái)說(shuō)是截然不同的。因此兩種技術(shù)需要一系列截然不同的流程和測(cè)試方法。當(dāng)這兩種技術(shù)融合到混合動(dòng)力汽車(無(wú)縫集成)時(shí)，測(cè)試時(shí)間和成本有可能會(huì)大幅增加。
ICE完全是物理測(cè)試，測(cè)試內(nèi)容是燃燒機(jī)械、壓力、溫度、流體、機(jī)械連接和動(dòng)力傳遞、排氣控制等，通過(guò)渦輪增壓器和增壓器以及其他方法提高燃燒室的爆炸效率或能量，將線性活塞運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)扭矩，并使用飛輪來(lái)平衡能量輸出。
而電動(dòng)動(dòng)力總成則完全是電氣測(cè)試，測(cè)試的是電力電子和開(kāi)關(guān)頻率、電壓和電流、感應(yīng)和反電動(dòng)勢(shì);電池容量、放電率、逆變器和轉(zhuǎn)換器的熱管理以及再生功率調(diào)節(jié);電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的相角和層壓板幾何形狀以及磁鐵位置和磁通線。
當(dāng)兩種技術(shù)以各種方式組合成混合動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，就需要進(jìn)行集成測(cè)試，包括管理ICE和電子元件之間相互作用的控制方案、狀態(tài)圖以及規(guī)則，以確保系統(tǒng)能夠在所有駕駛條件和場(chǎng)景下做出適當(dāng)響應(yīng)。
混合動(dòng)力汽車(任何組合方式)比任何ICE或純電動(dòng)汽車(BEV)都更為復(fù)雜。
圖1.傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力總成和純電動(dòng)力總成之間的各種組合構(gòu)造。
日益復(fù)雜的系統(tǒng)所包含的組件也在不斷增加，這意味著故障概率增加了。對(duì)于測(cè)試工程師來(lái)說(shuō)，這是1 + 1 >> 2。他們不僅要執(zhí)行傳統(tǒng)的ICE測(cè)試，還必須對(duì)電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)執(zhí)行新的且要求更高的子系統(tǒng)測(cè)試。測(cè)試工程師還必須設(shè)計(jì)廣泛的集成測(cè)試覆蓋范圍，以確保兩種技術(shù)無(wú)縫協(xié)同工作，提供混合動(dòng)力汽車設(shè)計(jì)時(shí)所期望的效率、性能和駕駛體驗(yàn)。
滿足混合動(dòng)力電動(dòng)汽車測(cè)試需求
電動(dòng)動(dòng)力總成部件正在推動(dòng)更復(fù)雜的測(cè)試需求。測(cè)試工具正在不斷發(fā)展以跟上需求變化的步伐。測(cè)試工程師也必須緊跟不斷發(fā)展的技術(shù)，才能滿足汽車行業(yè)由于高速創(chuàng)新和新技術(shù)引入所帶來(lái)測(cè)試要求變化。以下是電動(dòng)動(dòng)力總成部件所引入的一些新測(cè)試要求，以及不斷進(jìn)步和完善、能夠滿足這些要求的測(cè)試工具。
更高保真度且更復(fù)雜的建模
相比ICE，電動(dòng)機(jī)和逆變器的響應(yīng)速度更快，且在其工作范圍內(nèi)表現(xiàn)出高度非線性特征。來(lái)自ECU的控制信號(hào)非?？?2-20kHZ)，專用電機(jī)模型需要以高出100倍的速度運(yùn)行(200kHz至2MHz)，以便在硬件在環(huán)(HIL)測(cè)試中準(zhǔn)確地表示系統(tǒng)。如果是在用于ICE HIL基于處理器的實(shí)時(shí)系統(tǒng)上，這是無(wú)法高效實(shí)現(xiàn)的。因此，NI等測(cè)試系統(tǒng)提供商正在開(kāi)發(fā)基于FPGA的仿真工具，以在所需的微秒級(jí)循環(huán)速率下運(yùn)行使用專用電子建模工具創(chuàng)建的模型。斯巴魯已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了這樣一個(gè)系統(tǒng)，測(cè)試時(shí)間大幅縮短，僅為在測(cè)功機(jī)上進(jìn)行等效測(cè)試所需估計(jì)時(shí)間的1/20。
功率級(jí)測(cè)試
通常，ECU和逆變器封裝在一起，使得信號(hào)電平(-10到10V和幾mA)的測(cè)試變得非常困難。在全功率下進(jìn)行測(cè)試，拉灌實(shí)際電流要比把組件拆開(kāi)進(jìn)行測(cè)試要方便得多。但是，這意味著在高達(dá)200千瓦的功率電平下進(jìn)行測(cè)試。這么大的功率電平需要使用能夠提供通道間隔離的專用設(shè)備和電源，可以吸收和提供如此大規(guī)模的動(dòng)態(tài)負(fù)載，例如NI聯(lián)盟商Loccioni為法拉利混合動(dòng)力跑車的Magneti Marelli逆變器開(kāi)發(fā)的終端逆變器測(cè)試平臺(tái)。
電池模塊/電池組驗(yàn)證
電池，尤其是高容量插入式混合電池，必須在單元、模塊和電池組級(jí)別上分別進(jìn)行特性分析。電池單元以串聯(lián)/并聯(lián)方式組成電池組，需要測(cè)試的電壓范圍高達(dá)0-800V以及相對(duì)于共模電壓的測(cè)量精度要求非常高，這些測(cè)試可能非常困難(或非常昂貴)。
