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寒区环境适应性试验介绍与研究

2022-03-12 23:07:18·  来源：汽车测试网  
　
我国东北、西北和华北等地区冬季时间长、气温低、降雪多，同时这些地区范围广，面积占我国国土面积的51.5%，人口占我国总人口的34%，汽车保有量占全国44%，所以
我国东北、西北和华北等地区冬季时间长、气温低、降雪多，同时这些地区范围广，面积占我国国土面积的51.5%，人口占我国总人口的34%，汽车保有量占全国44%，所以我国高寒环境对汽车使用产生的影响不容忽视。整车地区适应性试验的目的是研究整车在外界环境刺激（影响）下的性能表现。在高寒地区，材料结冰、脆化、物理收缩等特性会引发汽车的发动机起动困难、材料硬化、失去弹性、磨损增大以及密封失效等问题。当前，大部分汽车企业对寒区试验都有自己的试验方法，然而相应的体系并不完善，从合资方习得的试验方法需要消化转化，而独创的试验方法则需要得到行业的认可。
基于此，中国汽车工程研究院整车测评中心 整车测评工程师 李杨 对整车高寒地区环境适应性试验进行了归纳总结。

一、整车寒区环境适应性试验介绍
1、环境适应性试验概述
在汽车开发过程中，因为地域和气候环境等因素的影响，汽车的相关性能可能会发生变化。为了避免这些情况的发生，同时保证汽车在各种环境下的综合性能，汽车厂家通过在各种环境下开展汽车性能测试和验证确保汽车的综合性能，这样的测试称之为汽车环境适应性试验。
2、环境适应性试验的目的
在各种极端环境条件下，通过对整车、系统及零部件进行性能开发阶段的测试、验证及相应的主观评价，发现容易受环境影响的潜在的和已存在的问题并加以解决，提高汽车在各种环境下的综合性能，满足用户在各种环境下的使用需求，最终达到令用户满意的目的。
3、寒区场地条件现状
高寒环境试验是汽车环境试验的重要组成部分，在高寒环境下汽车的性能如驾驶性能、安全性能等均会发生明显下降，尤其是随着新能源汽车市场规模的不断扩大，高寒环境对新能源汽车性能的影响愈加明显，是目前国际公认的技术难题，也是当前新能源汽车运行的“禁区”。
受控封闭的寒区试验场作为汽车高寒环境试验重要的硬件设施，是测试工作的重要组成部分，得到了产业界和学术界越来越多的重视。
4、国内典型的寒区汽车试验场
5、汽车高寒环境试验常用测试道路
6、道路基本条件分析
• 道路类型
• 道路规格尺寸
一致性结果
试验项目
• 典型路面关键参数
试验精度
7、整车寒区主要试验项目及试验方法
• 当前高寒地区适应性试验项目包括冷起动试验、采暖性能试验、除霜性能试验、积雪地面通过性试验及雪侵入试验5 项专项性能试验，以及寒区的主观评价试验和适应性行驶试验。
二、试验案例解读
1、冷起动试验
下图示为A车型起动性能结果记录。该样车在-36.6 ℃环境温度下熄火静停8 h 后，起动操作1 次，拖动时间为5.7 s，试验结果是完全符合国标中30 s 的限值要求。
下图示为B车型起动性能结果记录。该样车分别在-25.5℃/-17.6℃/-8.9℃环境温度下，熄火静停12h 后，记录的起动时间，试验结果也是符合国标要求的。
2、采暖性能试验

3、适应性行驶试验
下图示为A车型适应性行驶试验配比，试验工况分别按照城市、短途、高速、长途、静置、长怠速、附件、洗车几个方面去测评。通过对不同温度段的下的试验里程和试验时间双向累加。
下图示为B车型适应性行驶试验配比，试验工况分别按照高速、城市、郊区、山路、坏路几个方面去测评。并没有对极限温度下有过多的权重要求。
4、除外霜性能试验
• 试验时间：环境温度-20℃±2℃左右，选择在不受日照影响的清晨或夜间进行。
• 试验前一晚上用白板笔在前风窗玻璃及前风窗玻璃的内侧平均划上100mm的方格线,然后将车辆放在室外静置预冷。
• 暖气设定：最热、外循环、除霜、左右吹出口吹向车窗玻璃。
• 用酒精将风窗玻璃及前车窗玻璃擦拭干净。
• 用喷雾器将规定的水量均匀地喷在前风窗玻璃及两侧前车窗玻璃擦表面上。喷嘴垂直于玻璃表面，相距：200mm～300mm。
• 静置30min～40min使霜确实在玻璃表面上形成。
• 试验人员进入车内，发动发动机，将风量转到最大，发动机转速固定在1500r/min。
• 在试验开始后每五分钟在玻璃上描绘除霜轮廓并标示时间。
• 试验时间为40min，若提前完成除霜，则试验可提前结束。
5、除内霜性能试验
• 以某国产乘用车试验为例，试验当日环境温度为-25 ℃，为避免光照影响，试验在上午5：00 开始。试验前使用酒精彻底清除风窗玻璃内、外表面的油污，试验人员数量为汽车总座位数。分别进行怠速、40 km/h 匀速行驶及80 km/h 匀速行驶3 个工况下的试验，试验人员每隔1 min 在风窗玻璃内表面上描绘除霜面积轮廓图，并标记对应的试验总时间，至各工况下结霜趋势稳定后结束试验，并记录霜形成效果。
• 图示为某乘用车车窗结霜结果，该车在40 km/h 匀速行驶工况下结霜趋势稳定后驾驶员侧前风窗的结果；怠速工况下结霜趋势稳定后左前门侧窗的结果，如下图所示。
• 经验证，该样车在试验过程中各工况稳定时，前挡风玻璃结霜区域不影响驾驶员查看前方道路情况，左右侧窗在行驶过程中不影响观看后视镜，且不影响驾驶员通过左右侧窗查看左右道路情况。
三、寒区试验的发展及建议
1、相关国标的补充
随着中国车企自主品牌研发能力的提升，对试验标准和试验方法的要求越来越系统。通过整合国内企业多样的试验方法，提出构建统一的试验规程，以对当前高寒地区适应性测试规程进行补充，同时为新兴整车企业高寒地区适应性试验提供指导和依据。
2、智能网联汽车测试道路的开发
智能网联汽车的快速发展，相应的高寒环境测试研究已初步开展，目前寒区试验场常用的测试道路无法满足该类测试的顺利进行，故需针对智能网联车的测试建设新型测试道路。
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