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中汽研 | 整车能量流(VEM)测试分析

2018-12-02 16:55:40·  来源:中国汽研汽车工程研发中心  
 
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1何为整车能量流(What)能量传递路径基于具体的整车构型、工况及工作模式,能量由动力源至轮端的流向性能量产生、传递/转换过程能量传递效率/损耗能量传递路径
1、何为整车能量流
(What)
能量传递路径
基于具体的整车构型、工况及工作模式,能量由动力源至轮端的流向性 
能量产生、传递/转换过程
能量传递效率/损耗
能量传递路径中,存在损失的系统、部件,以及对应的能耗形式 
针对能耗系统、部件,量化的能耗分布
2、整车能量流的意义(Why)
政策法规
  • 2018年1月1日起,将全面实行轻型乘用车四阶段油耗限制法规,代号GB 19578-2014 
  • 2018年1月1日即将启用新的《轻型商用车辆燃料消耗量限值》标准,2020年全面实行,代号GB 20997-2015
经济、有效的整车油耗改进方案
  • 全面了解车型能量消耗分布情况 
  • 定量地找到样车和标杆车型之间的能量消耗差异 
  • 确定最有效改善油耗水平的着手点 
  • 预测不同的改进措施对整车油耗的影响程度 
  • 评估油耗改进措施对车辆其它属性的影响
Toyota、BMW针对自身产品进行对标测试
专业咨询公司提供VEM测试分析服务:Siemens、FEV、Ricardo
整车企业:长安、江淮、吉利、上汽通用五菱、柳汽等
针对自身样车和标杆车的能量流测试。
科研机构、高校:中国汽研、中汽中心、湖南大学、浙江大学等开展了初步的整车/发动机能量流测试研究。
Argone、Mahle开展大量电动汽车、发动机及关键零部件测试评价,为工业合作伙伴提供测试方法咨询和数据支撑
  • 国外企业、咨询公司VEM测试评价体系较健全,形成专业数据库 
  • 国内起步较晚,测试方法以及软、硬件设备正进一步完善,数据库缺失
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解决方案
中国汽研基于VEM的能耗优化技术路线
能量流分布 + 多层级VEM模型
改善空间 + 关联影响
中国汽研VEM测试——方法依据
集成式测试与耦合仿真相结合
  √ 根据分析需求设计测试和仿真层级(测点及传感器布置方案、工况设计、测试流程)
    √ 基于测试获取部件特性、整车下的工作状态,以及模型标定边界
    √ 基于仿真进行参数间接预测和敏感性分析,提供产品优化开发方案评估、决策依据
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中国汽研VEM测试流程
测试方案制定
基于车辆技术特征和需求,确认测试目标层级和指标,规划测试内容
做法步骤:
1
技术特征学习
2
目标层级/指标确认
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信号解析
4
测试内容确定
测试实施
阶段性的支撑文档,涵盖内容要求、方法步骤及详细作业指导等
做法步骤:
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制定测试大纲
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参照VEM测试规范
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基于测试作业指导书
VEM模型搭建
针对传统车,在发动机、变速器能耗分析方面,根据需求实现多层级建模
做法步骤:
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Level 1(稳态)
√ 整车/机级性能图谱 
√ 基于运行参数查表/插值
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Level 2(瞬态)
√ 系统、部件结构 
√ 基于部分控制参数进行性能计算 
√ ……
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Level 3(瞬态)
√ 子系统模型 
√ 能量产损过程、机理 
√ 子系统、部件实际控制策略(ECU)
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中国汽研VEM测试
设备基础
发动机试验台架
转鼓环境仓
动力总成试验台
风速仪
HBM多通道数据采集模块
电磁流量计
涡轮流量计
涡街流量计
文丘里流量计
应变片
Vector总线模块
制动管路压力监控
多种类温度传感器
多信号类型数据采集/集成模块