泛亚汽车台架模拟48V微混整车开发应用研究-绵羊汽车生活记录

著作原因：泛亚汽车身手核心有限公司试验认证及试车场部短序跟着2016年我国第四阶段《乘用车燃料消费量限值》的发布推行，2020年乘用车均匀燃料消费量到达5L/lOO

跟着2016年我国第四阶段《乘用车燃料消费量限值》的发布推行，2020年乘用车均匀燃料消费量到达5L/lOOkm。正在法例计谋驱动后台下混动车型的研发成为新的身手更始偏向，其对应的排铺开垦亦尤为要紧。

目前，强混和插电式夹杂动力身手体系杂乱、本钱较高,48V微混体系以其低本钱、高节油本能获得了各整车厂及电喷供应商的认同。正在PO机闭的48V微混体系中，传动带驱动起动／发电一体机(belt-driven starter generator, BSG)获得利用，代替了12V的发电机。

因为整车开垦周期较长，为了缩短开垦周期、低重开垦本钱，正在开垦阶段告终对模子的验证，V形式开垦流程被寻常利用于整车开垦范围。与此同时安排一种台架确实模仿整车的行驶阻力、驾驶员、整车模子及整车性能从而使局限整车开垦事情前置能够进一步缩短V形式开垦周期。本文重要探究某带BSG电机的48V微混车型早期工程样车制车前正在动力总成台架仅利用唆使机＋变速器＋48V三电体系，通过AVL Puma及Canoe软件模仿整车行驶阻力，驾驶员个性，整车自愿起停、加快踏板、制动踏板、电子排挡、空调负载等整车性能，告终某搭载BSG48V微混车型HCU软件性能调试及HCU混动性能标定开垦，同时通过Puma软件编写运转WLTC轮回与实车转载WLTC排放轮回对标，告终整车排铺开垦，以缩短整车开垦周期。

旧例动力总成台架试验室构制重要是由AVLFEM数采模块体系、INCA、唆使机冷却液、机油及变速器油温控体系、AVLACS进气体系、中冷温控体系、排气流量计、AMA60排放阐述仪、排气抽风体系、试验室消防安好矩阵体系、带氛围弹簧减震铁平板体系、AVL740油耗仪供油体系、双电力测功机体系、台架运转主控软件Puma、台架群众水电气能源体系、被测样机等构成。

48V轻度夹杂动力体系（简称48V体系）由唆使机经管体系、起停电机、DC-DC直流转换器及电池经管体系构成。

遵守电机所安置场所的差别，48V微混体系能够分为BSG(belt-driven starter generator)以及ISG(:integrated starter generator)两种形状。BSG通过传动带将起停电机与唆使机相连，这也称P0架构；ISG是将电机与唆使机和变速器同轴铺排，通过一个或众个聚散器来把握唆使机和电机的转矩耦合，有Pl和P2两种形状。

本文探究的是基于旧例动力总成台架带BSG+APM+48V电池台架模仿整车性能安排。台架实践试验对象为：BSG电机（带MCU把握单位）、ECU（集成HCU把握单位）、TCM、APM、12V蓄电池、48V电池、改装过实用于台架的线束、唆使机、变速器及半轴。因为要正在该台架告终HCU软件性能调试、HCU混动性能标定开垦及WLTC轮回排铺开垦并与整车转载对标，需求正在动力总成台架模仿一辆确实的整车及其行驶的境遇。为此接下来需求确实模仿整车正在道道上的行驶阻力、车辆驾驶员、整车Power-mode冷起动性能(BAT、ACC、Ignition、Crank/Run性能）、整车自愿起停性能、整车电子加快踏板、制动踏板、空调负载等整车性能。

基于此咱们安排了如图1所示的台架体系，该体系包蕴设置毗邻办法、采样体系、被测样机构成、主控软件、CAN总线信号模仿、硬线信号模仿及整车性能块模仿。

车辆平常行驶正在道道上所受的阻力有:氛围阻力、滚动阻力、加快阻力及坡道阻力。加快阻力仅正在车辆车速改变时出现，以是行驶车辆的阻力公式为:

此中FvFi寸，正在车速及坡度改变时，Puma能够依照坡度、整车质料及各个转动惯量源委策画后施加正在测功机上。氛围阻力及滚动阻力正在Puma软件中模仿如图2所示。

Puma软件有整车模子模仿性能，能够正在参数设备模块输入驱动类型（先驱／后驱／四驱）、变速器类型、车重、轮胎数目、前后轮胎半径及转动惯量、主减速比等整车新闻，简直如图3所示。

此次安排的台架不带确实加快踏板，需依照加快踏板个性举行信号模仿。整车加快踏板正在驾驶员踩加快踏板时会往总线发送凹凸两道电压信号，且凹凸两道电压数值成2倍联系，此中低道电压为0.25~2.2V,高道电压为0.5~4.4V。为此正在台架数采体系AO(An alog Out)模块设立凹凸道电压输出通道，分散线％开度，同时通过硬线与线束上对应的PIN脚毗邻。当Puma举行车速PIO闭环把握时会依照所需的骨气门开度向对应PIN输出所需的电压。该台架不带确实制动踏板，需依照制动踏板的物理个性举行信号模仿。当制动制动时，制动标识位对应的线V,制动踏板会向总线V限度内的电压信号，电压值与制动踏板开度正相干。为此正在Puma中编辑式（7)模仿踏板制动输出电压：

将制动标识位及踏板百分比对应的输出电压，闭系到台架数采体系，AO模块通过硬线毗邻到总线相应PIN脚。当需求模仿实车制动制动时会依照所需踏板开度向对应PIN脚输出对应电压。其它，通过Puma将制动标识位及制动踏板开度以CAN信号形状发送给Canoe,Canoe再模仿制动状况报文所包蕴的其他新闻到总线电子挂档性能模仿因为被测件带电子挂档性能，需正在台架完成电子挂档性能模仿。重要是通过Puma体系发送换档指令，操纵CANOE剧本将指令转换为TCM可识其余总线信号完成电子挂档性能。Puma会及时比拟主意车速与实践车速的过错通过PID调整电子骨气门开度及制动强度以确保实践车速与主意车速保留类似。电子骨气门PID把握逻辑睹图4,制动把握逻辑睹图5。

为完成冷起动性能，将线束PIN脚更改后Puma模仿Powennode对应的BAT、ACC、IGN、Run状况，并通过CAN信号将对应的标识值发给Canoe,Canoe模仿BCM性能将信号发到总线上，模仿KeyStmi冷起动数据睹图6。看待自愿起停性能模仿，因为台架不带BCM,需求先通过Canoe模仿BCM的总线叫醒性能，并依照自愿起停把握逻辑，模仿前舱盖开闭量等信号，同时通过INCA更改标定，障蔽整车非须要起停前提，Canoe的拓扑机闭如图7。ECM会依照总线V蓄电池电压状况及制动状况等信号把握自愿起停，性能完成睹图8。

为确保台架模仿整车WLTC排放结果与实车类似性，需模仿空调负载。台架通过DO（开闭量数字输出信号）模块模仿空调的开闭状况，通过AO模块模仿差别工况下空调压力传感器电压信号，输出到线束对应PIN脚并通过Canoe模仿相干总线信号。终末，正在Puma中模仿空调事情出现的负载转矩并施加到测功机上。完成整车行驶阻力、整车模子、驾驶员个性、整车性能模仿后，正在台架举行coastdown滑行试验，与实车滑行弧线拟合纠正AO、BO、CO系数。纠正AO、BO、co系数后台架滑行试验数据如图9所示，图中纵坐标黑线为车速，红线为对应的道道阻力，横坐标为光阴。查对台架与实车车速－光阴滑行仙线类似后告终软件性能调试，包蕴ECM、TCM、BMS、APM、BSG的软件性能调试，确保各把握器性能平常。同时告终了HCU混动性能标定开垦，包蕴换档把握、智能充电（图10)、智能放电（图11)、怠速充电、电压把握、转矩辅助、DFCO减速断油、自愿起停把握（图8)、48V体系电量平均、制动能量接管、48V体系继电器把握等混动性能标定开垦。正在台架举行排铺开垦，起首要完成排放轮回工况模仿，现行国六法例采用WLTC轮回，其较NEDC轮回里程长，交变工况众，降低台架和转载实车WLTC轮回唆使机工况类似性是台架模仿整车举行排铺开垦的首要职业。正在Puma中告终WLTC轮回自愿运转剧本编写并告成验证整车滑行弧线后，举行WLTC轮回PID调试，优化车速随同性恶果。为确保台架运转WLTC轮回尾气排放结果与转载对标类似性，全部WLTC轮回下台架和转载对应的唆使机工况需高度类似，以是台架的驾驶员个性模仿需与确实驾驶员具有高度宛如的把握举动。日常情形下，正在变工况时PID把握器比拟确实驾驶员骨气门行动较大且延续光阴较短，容易导致变速器档位改变和转载台架具有较大的差别。这种情形下需求对PID把握器举行细调，为此咱们更始性地将全部WLTC轮回车速限度细分为5个区间，并为每段车速区间设备紧密PID把握参数。PID调试后台架与实车转载WLTC轮回下的整车、唆使机及变速器工况比拟数据睹图12。此中第一举动变速器档位比拟，第二举动唆使机转速比拟，第三举动WLTC轮回车速比拟，从图中能够看出，台架与转载实车WLTC轮回的车速类似性大于95％且都契合法例请求、唆使机转速及变速器档位改变类似性高。

台架比拟实车没有唆使机仓对催化器保温性能，这会影响催化器起燃恶果，且台架所处境遇与整车差别，唆使机及变速器与边缘境遇热调换速度差别。以是台架模仿整车排铺开垦需求确保被测样机冷却液温度、机油温度、催化器温度与整车保留类似。基于该主意，本文作家利用外部温控设置对唆使机冷却液、唆使机机油、变速器油举行PIO闭环温控调整。正在WLTC第一个阶段，对唆使机冷却液举行加热，保障温度上升与整车类似，齐备热机后，正在后续三个阶段切入内轮回齐备由ECU举行ATM(自愿温控经管体系）把握。台架与整车转骰温控结果比拟睹图13,类似性高于90%,图中第一举动唆使机机油温度比拟弧线，第二举动变速器油温比拟弧线、第三举动唆使机冷却液温度比拟弧线，第四举动WLTC轮回车速比拟弧线。同时正在催化器外部包裹保温原料后催化器入口温度及核心温度和整车类似性大于90%，如图14所示。图中第一行弧线为催化器核心温度比拟，第二举动催化器入口处温度比拟，第三举动WLTC轮回车速比拟。

正在确认WLTC轮回唆使机工况、催化器温度、变速器油温、冷却液及机油温度台架与整车类似后，咱们对台架与实车转载众次反复WLTC排放结果比拟。CO和CO2排放类似性大于90%（图15)，因为热机和起燃阶段台架排温稍低，THC和NOX类似性大于80%，台架略高于整车（图16)。图中CDBag为转载袋采排放结果，CD Tail为转载直采排放结果，门为台架排放结果，后续探究将无间优化台架热机和起燃阶段的排温保温计划。