淺析插電式混合動(dòng)力功能樣車(chē)試制方法

楊夏 劉尚龍 黃流春 蘇濤

摘? 要：針對(duì)某款插電式混合動(dòng)力汽車(chē)（PHEV）特點(diǎn)，依據(jù)功能樣車(chē)驗(yàn)證需求逆向解析樣車(chē)試制要求，并以此開(kāi)展試制驗(yàn)證工作，滿(mǎn)足不斷提升的產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量需求，達(dá)成項(xiàng)目QCD最優(yōu)。本文從解析樣車(chē)要求、試制方案設(shè)計(jì)、樣車(chē)評(píng)價(jià)三方面介紹功能樣車(chē)試制驗(yàn)證方法。

關(guān)鍵詞：PHEV;功能樣車(chē);試制驗(yàn)證

中圖分類(lèi)號(hào)：U466? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1005-2550（2020）01-0029-05

Analysis on the manufacturing method of a PHEV functional vehicle

YANG Xia， LIU Shang-long， HUANG Liu-chun， SU Tao

（ Dongfeng Motor Corporation Technical Center， Wuhan 430058， China ）

Abstract： Aimed at the characteristics of a plug-in hybrid electric vehicles （ PHEV ） and the functional vehicle trial verification requirements， a representative evaluation method is using to guide the vehicle trial， to meet the continuously upgrading quality of the product development demand and reach the optimal QCD of project. The trial manufacture verification method of a functional vehicle is introduced from analytical vehicle testing requirements， trial manufacture process design， prototype validation methods.

Key Words： plug-in hybrid electric vehicle; functional vehicle; trial verification

1? ? 前言

隨著我國(guó)節(jié)能減排要求的不斷提高，新能源汽車(chē)的發(fā)展被列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累與發(fā)展，已實(shí)現(xiàn)了節(jié)油率的逐步提升。

表1 新能源各車(chē)型節(jié)油效果對(duì)比

新能源汽車(chē)發(fā)展在“十三五”規(guī)劃期間由起步階段進(jìn)入加速階段，重點(diǎn)推進(jìn)純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化。純電動(dòng)汽車(chē)在應(yīng)對(duì)石油短缺和環(huán)境污染方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，但其存在價(jià)格偏高和續(xù)駛里程較短的局限。插電式混合動(dòng)力汽車(chē)兼具純電動(dòng)汽車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，既有純電動(dòng)汽車(chē)節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，續(xù)駛里程也能得到保障，在充電基礎(chǔ)設(shè)施尚不普及、電動(dòng)車(chē)電池技術(shù)仍不完善的背景下，插電式混合動(dòng)力技術(shù)是最具實(shí)際意義的減排選擇。

在整車(chē)研發(fā)過(guò)程中，需實(shí)車(chē)驗(yàn)證的環(huán)節(jié)很多，針對(duì)不同的研發(fā)需求提供與之相匹配的樣車(chē)，有助提升開(kāi)發(fā)質(zhì)量，達(dá)成項(xiàng)目質(zhì)量、成本、周期最優(yōu)。本文針對(duì)PHEV動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于功能樣車(chē)試制需求，開(kāi)展樣車(chē)試制驗(yàn)證工作，分為三個(gè)步驟：①解析樣車(chē)試制要求;②試制方案設(shè)計(jì);③樣車(chē)裝配及評(píng)價(jià)。

2? ? PHEV系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.1? ?系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

以下是一款自主研發(fā)PHEV轎車(chē)系統(tǒng)布置結(jié)構(gòu)，如圖1。

動(dòng)力總成系統(tǒng)包括：整車(chē)控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)、雙電機(jī)及其控制系統(tǒng)、多模變速器、動(dòng)力電池組及其管理系統(tǒng)等。

2.2? ?系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

PHEV車(chē)型開(kāi)發(fā)過(guò)程中，最重要的是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟停、發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)之間如何協(xié)調(diào)工作、能量管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在整車(chē)控制過(guò)程中，整車(chē)控制策略功能就是實(shí)現(xiàn)整車(chē)能量管理與動(dòng)力系統(tǒng)的控制，指揮發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)之間協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)各整車(chē)工況下能量的合理分配。

根據(jù)整車(chē)運(yùn)行工況和動(dòng)力總成狀態(tài)不同，劃分為以下8種工作模式，具體模式及功能見(jiàn)表2：

3? ? 試制方法

3.1 試制需求解析

PHEV功能樣車(chē)試制的主要目的是通過(guò)新能源三電系統(tǒng)：電機(jī)、電池、電控，以及其它高壓電氣附件等在整車(chē)上的搭載，實(shí)現(xiàn)以上整車(chē)工作模式及功能，驗(yàn)證整車(chē)控制策略。整車(chē)功能實(shí)現(xiàn)分解到關(guān)鍵零部件的功能需求見(jiàn)下表3：

3.2.1 整車(chē)試制方案

從以往的新動(dòng)力總成搭載車(chē)型開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)中可以得出：樣車(chē)試制在基礎(chǔ)車(chē)型上較容易實(shí)現(xiàn)，變更點(diǎn)較少，且能滿(mǎn)足整車(chē)的功能驗(yàn)證需求。避免了全新試制樣車(chē)帶來(lái)的大量成本及周期的浪費(fèi)。所以，PHEV功能樣車(chē)的試制，會(huì)選擇在現(xiàn)有基礎(chǔ)車(chē)型上換裝PHEV系統(tǒng)相關(guān)零件。既可使試驗(yàn)車(chē)輛再利用，也可縮短試制周期。

明確整車(chē)試制方案后，對(duì)基礎(chǔ)車(chē)型配置、狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別設(shè)計(jì)變更內(nèi)容、變更原因以及對(duì)試制的影響。在滿(mǎn)足樣車(chē)功能驗(yàn)證前提下，提出整車(chē)試制的關(guān)鍵路徑，并針對(duì)性的設(shè)計(jì)短周期、低費(fèi)用的試制工藝方案。

以A車(chē)型為例，功能樣車(chē)主要設(shè)計(jì)變更點(diǎn)見(jiàn)表4。

3.2.2 零部件試制方案

零部件試制是整車(chē)試制的基礎(chǔ)，特別是關(guān)鍵零部件的試制，直接決定了整車(chē)試制成本和周期。零部件試制方案設(shè)計(jì)是指針對(duì)解析出的零部件試制需求，設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的零部件制造工藝方案，將零件圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)物。制造工藝方案決定著零部件性能，也決定著零部件的制造周期和費(fèi)用，因此設(shè)計(jì)零部件制造工藝方案時(shí)，如何在眾多工藝方案種選擇最優(yōu)方案，需綜合考慮試制需求，周期及費(fèi)用。

以驅(qū)動(dòng)電機(jī)試制工藝方案設(shè)計(jì)為例，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成分解到部件級(jí)，再分別設(shè)計(jì)制造工藝方案，最終在滿(mǎn)足總成試制需求的前提下，選擇一種較短周期、較低費(fèi)用的最優(yōu)組合。驅(qū)動(dòng)電機(jī)試制工藝方案設(shè)計(jì)見(jiàn)表5：

3.3? ? 樣車(chē)裝配及評(píng)價(jià)

3.3.1 樣車(chē)裝配

樣車(chē)裝配分為四個(gè)階段：工藝文件設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)臺(tái)架測(cè)試、實(shí)車(chē)裝配、樣車(chē)檢查。

（1）工藝文件設(shè)計(jì)。裝配工藝人員參考整車(chē)數(shù)模、零件明細(xì)編制裝配工藝文件，對(duì)總裝件進(jìn)行工藝組塊劃分，制定裝配工藝路線(xiàn)圖，如圖2所示。工藝文件中注明零件的裝配位置、裝配順序、裝配基準(zhǔn)、重保項(xiàng)。工藝文件設(shè)計(jì)目的有兩點(diǎn)：

（a）指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)裝配，保證裝配質(zhì)量;

（b）對(duì)重保項(xiàng)進(jìn)行點(diǎn)檢，確保可追溯。

（2）網(wǎng)絡(luò)臺(tái)架測(cè)試。樣車(chē)裝配前，搭建簡(jiǎn)易電器臺(tái)架，對(duì)整車(chē)網(wǎng)絡(luò)通訊進(jìn)行測(cè)試，合格后再裝車(chē)，確保滿(mǎn)足后續(xù)功能調(diào)試要求。

（3）實(shí)車(chē)裝配。裝配過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行工藝文件，對(duì)發(fā)掘設(shè)計(jì)問(wèn)題解析并實(shí)施有效對(duì)策，滿(mǎn)足標(biāo)定試驗(yàn)要求。

（4）樣車(chē)檢查。裝配完成后，需對(duì)整車(chē)狀態(tài)進(jìn)行檢查，主要包括重保力矩、油輔料加注、基本功能。

3.3.2 樣車(chē)評(píng)價(jià)

樣車(chē)交付前需對(duì)整車(chē)進(jìn)行功能核查和保安防災(zāi)評(píng)價(jià)，確保各項(xiàng)功能符合項(xiàng)目要求，排除安全隱患。功能核查分為傳統(tǒng)功能和PHEV專(zhuān)有功能。表6列舉了PHEV樣車(chē)專(zhuān)有功能核查的主要項(xiàng)目及操作方式。

保安防災(zāi)依據(jù)保安防災(zāi)判定基準(zhǔn)進(jìn)行判定，重點(diǎn)關(guān)注部位有：機(jī)艙、車(chē)身底盤(pán)、儀表板、車(chē)門(mén)、車(chē)內(nèi)地板、行李箱。評(píng)價(jià)時(shí)還需考慮車(chē)輛狀態(tài)：停止、行駛、負(fù)載。評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需逐一對(duì)策整改，確保樣車(chē)無(wú)安全隱患遺留后方能交付試驗(yàn)。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，在汽車(chē)行業(yè)微增長(zhǎng)的大環(huán)境下，我國(guó)各大主機(jī)廠(chǎng)將新能源汽車(chē)作為研究和市場(chǎng)開(kāi)拓的重點(diǎn)，競(jìng)爭(zhēng)日益加劇。為滿(mǎn)足產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量和開(kāi)發(fā)周期的更高要求，如何充分、快速的驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)、為試驗(yàn)提供有品質(zhì)的樣車(chē)是提升整車(chē)試制驗(yàn)證能力的重點(diǎn)。本文結(jié)合某款PHEV功能樣車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和需求對(duì)試制驗(yàn)證方法進(jìn)行闡述，主要結(jié)論如下：

（1）樣車(chē)試制，需要從試制要求解析、試制方案設(shè)計(jì)、試制樣車(chē)評(píng)價(jià)等試制全環(huán)節(jié)進(jìn)行考慮，并最終形成功能樣車(chē)試制方法;

（2）樣車(chē)試制需針對(duì)不同樣車(chē)需求，對(duì)關(guān)鍵零部件關(guān)鍵要素及要求及裝調(diào)的控制要素及要求進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì);

（3）以“短周期、低費(fèi)用”為原則設(shè)計(jì)關(guān)鍵零部件試制方案，為今后試制驗(yàn)證提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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