热管理系统HIL测试方案探索及交流,顺便建个群

文摘   汽车   2024-04-01 22:05   上海  

经典、高效的运用

车辆技术小分队是中国新能源汽车发展的见证者和深度参与者,在2014年补贴政策清晰之前,就在从事新能源相关的工作了。
提到新能源汽车,大家理所当然地想到了电池电机电控之类的系统,但是要说哪个系统在这十年持续不断地发展进化,新概念新方案层出不穷,那绝对是热管理系统,其风头比电池电机风头还要更盛。
师子一号也是新能源车热管理系统的资深从业者,亲眼所见热管理系统在汽车上的发展变化,还是很有感慨的。

远古时代,燃油车

燃油车时代,整车热管理划分为2个模块,一是汽车空调系统,二是发动机、变速箱冷却系统。

汽车空调系统按功能模块,主要划分为制冷、供暖、通风系统,关于这一点,基本上有驾驶证、摸过车的人都知道。

制冷系统

制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、储液干燥器组成。

燃油车空调制冷的过程,大家请百度搜索一下,在此不做介绍了。

供暖系统

供暖系统由加热器芯体、水阀、水管、鼓风机等零部件组成。

在制热过程中,发动机冷却液先在发动机启动后吸收其散发的热量,之后吸热后的冷却液循环至加热器芯体时,鼓风机将风吹向加热器芯体以加热空气。

燃油车制热,制的热主要来自于发动机散热。

具体工作流程,请自行百度之。


现代,新能源车

新能源汽车在中国经历过一个蛮荒发展期。

从2015年~2018年,补贴吸引了大量投机者加入这个市场,再加上政策层面对混动车不明确的定义,导致市场出现了大量的混动架构概念,P2、P2.5、P3、P4等等,串联并联混联。

时至今日,行情基本明朗,只有纯电和串联混动活了下来。

事关商业秘密,文章中不方便发师子一号正在做的热管理系统方案,所以我们拿业内大名鼎鼎且十分具有代表性的理想ONE热管理系统来讲。

当然,也有可能因为师子一号所在公司的行业影响力较差,拿出来也没人感兴趣,我们还是用行业优秀头部选手来讲吧。

热管理从业者的最高目标,是所有冷源热源动态统一

这是个啥意思呢?

假如整车有若干需要散热的地方,也有若干需要吸热的地方,且总和是散热的,那么,我们就努力只做散热,要避免在任何地方去主动制热,至于热量调配,则通过热管理系统的各种管理循环和热交换来实现。

打个比方就是各省经济发展,本来各个省份都可以做对外贸易,都有进口额和出口额,但是进口和出口都要长途物流海运,所以为了节省海运成本,各个省份都尽量在国家内部做内循环贸易。

内循环贸易不完的货物,再去统一出口,国内满足不了需求的商品,再去进口。

但是无论如何,进口和出口不能同时进行。


热管理系统HIL测试

综上所述,热管理系统的HIL测试,实际上就是各种逻辑信号输入、控制驱动输出的系统级测试。

在这个系统中,有步进电机方波个数计算、有PWM波频率占空比采集、有各种泵、阀门控制,有各种温度模拟仿真,以及驾驶员空调面板操作。

这样的测试系统,属于低实时性HIL测试的经典运用范畴,其重点在于自动化测试,对模型精度的要求较低。

一般而言,我们不需要各种阀体、箱体、泵……等物件的实体,只需要对VCU进行测试即可。

当然,注意加上必要的负载~

举个例子

假如冬天早上刚刚下楼,车辆温度很低,乘客操作打开空调需要加热,电池需要加热,但是整车却没有产热的来源,各个系统温度都很低,这个时候就会启动热泵,给乘客、电池供热。

这个场景就很容易用HIL自动化测试模拟出来,并且检查VCU此时的输出是否符合预期。

等车开起来了,电机温度上来了,而电池还没有加热到位,并且乘客舱也需要持续加热,那么VCU就会根据电机、电池的温度状况,主动减少热泵的功率,用电机散热来补上。

这个场景也很容易通过HIL自动化测试模拟出来。


热重点难点剖析

师子一号以自己多年的热管理系统经验来看,这个领域是典型的逻辑类应用,完全适用车辆技术一贯推广的方法、工具和理念,其特征完全符合智能汽车时代的发展方向:低实时性。

也没有晦涩的“策略”、“算法”,只要有系统框图,有必要的文档介绍,能钻得进去,基本上都能看懂工作原理。

热管理HIL测试的核心在于测试密度、测试覆盖率,其关键点在于自动化测试的应用、测试用例和测试工况的积累。

养兵千日,用兵一时,3个月写测试case,1小时运行完,模拟足够多的工况了,测试都通过了,就基本上能保证上车ok了。

实车测试

实车测试仅用于快速基本点检,类似于出厂评价。

我们不能对实车测试抱太大的指望,因为实车测试的时间窗口实在是太狭窄了,工作内容也太浮浅了,很难检查出什么像样的问题来,大多数场景都模拟不到。

同行交流

建个群哈,专门讨论研究整车热管理测试方案,欢迎有需要的朋友们加入,我们一起提高进度,促进行业日臻完善。

如微信群已被强制要求审核入群,您可以后台加师子一号,我把您拉进来。


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