純電動客車三電系統臺架聯調測試研究

汪雙柱

（中興智能汽車有限公司，廣東 珠海 519040）

前言

在純電動客車開發過程中，整車三電系統的聯調測試驗證是一項關鍵工作。為保證產品的質量與性能，需開展CAN網絡驗證、三電系統功能測試驗證、整車控制策略的驗證與優化[1-2]、整車性能的驗證與優化等工作。

客車產品往往都是根據訂單小批量地生產和交付，而客戶的要求不盡相同，不同批次的產品往往又會有或大或小的變更，這就導致了各個批次的產品均需要開展聯調測試工作。這些工作通常都是在整車下線后進行，復雜又耗時。同時訂單產品常常面臨較大的交付壓力，聯調測試成為產品交付的瓶頸之一。

本文基于某款純電動城市客車的聯調測試工作，提出了一套三電系統臺架聯調測試方法，在樣車下線前就在試驗臺架上開展系統級聯調測試和優化工作，減少了整車聯調測試驗證工作量，提高了測試驗證質量，為純電動客車的產品質量和交付質量都提供了有力支持。

1 測試系統的搭建

1.1 測試系統構成

臺架聯調的測試對象包括整車控制器、動力電池系統、驅動電機系統、輔驅系統（油泵、氣泵、DC/DC 等）等。測試系統方案如圖1 所示。測試過程中各系統參照實車狀態進行布置。

圖1 測試系統方案示意圖

1.2 驅動電機系統測試平臺

驅動電機系統是純電動客車的動力系統，其性能，尤其是外特性、系統效率及控制精度對整車的動力性、續駛里程和能量消耗率有著很大影響[3]。電機性能測試依托驅動電機測試臺完成[4-5]，其主要由模擬電源、測功機、測控系統、轉速扭矩和電壓電流測量裝置及冷卻系統等組成。

1.3 硬線信號的模擬

測試過程中，需要模擬整車控制器的部分數字量及開關量輸入信號，如油門信號、制動信號、鑰匙開關信號、手剎信號、干燥器信號等。因此制作硬線模擬裝置，采用電子旋鈕開關模擬油門和制動信號，采用翹板開關模擬開關信號，并用發光二極管模擬整車控制器輸出開關信號。

1.4 CAN 網絡屏蔽處理

部分零部件（如油泵）并不適合在臺架上調試驗證，但若不安裝該零部件又會導致系統報警而無法上電測試。故制作一個轉發網關，轉發整車控制器CAN 報文至電池及主輔驅系統，將電池及主輔驅系統的部分故障屏蔽并將CAN 報文轉發至整車控制器，保證聯調工作的順利進行。

1.5 冷卻系統處理

考慮到測試的復雜性和必要性，未安裝冷卻水泵及散熱風扇，而是利用驅動電機測試臺的冷卻系統對電機系統及輔驅控制器進行冷卻。根據整車控制策略，冷卻水溫度采用較為極限的55 ℃。

2 驅動電機系統性能測試結果分析

2.1 驅動電機系統外特性測試結果分析

驅動電機系統外特性測試結果如圖2 所示，可以看出，

圖2 驅動電機外特性曲線

無論額定扭矩和功率，還是峰值扭矩和功率，均達到設計要求。同時測得額定和峰值工況下最大扭矩誤差為1.98%，控制精度較高，滿足設計要求，有利于整車動力性能的實現。

2.2 系統效率測試結果分析

電動狀態下系統效率map 如圖3 所示。系統最高效率為96.5%，系統的高效工作區（效率≥80%）的占比為96.5%，最高效率和高效區占比均較高，對整車能耗達標較為有利。

圖3 驅動電機外特性曲線

3 三電系統聯調測試結果分析

3.1 系統上下電邏輯驗證

經過對整車控制器、主輔驅控制器軟件程序的多輪優化和調整，系統順利實現上下高壓電，其中高壓上電流程如圖4 所示。分析報文數據，上下電邏輯正確，報文數據正常。

圖4 高壓上電流程

3.2 行車功能檢查及工況測試驗證

利用油門和制動踏板模擬裝置檢查系統行車功能，系統能夠正常執行前進和后退指令。

采集相似車型在實際路面上的轉速轉矩信號數據，在臺架上進行工況模擬測試，如圖5 所示，結果顯示系統正常工作，未觸發報警，未出現限功率的情況。

圖5 工況模擬測試運行曲線

3.3 其他調試驗證

另外，對三電系統還進行了檔位切換邏輯、制動優先、應急下電、系統故障處理、水泵及散熱風扇使能等方面的調試驗證，均滿足系統策略要求。

4 結論

通過開展三電系統臺架聯調測試，部分整車聯調測試的工作在樣車下線前就已完成。和以往車型對比，該車型整車聯調測試驗證較為順利，驗證較為充分，驗證周期降低了40%左右，產品順利交付。運用本文三電系統臺架聯調測試方法，對純電動客車的產品質量和交付質量都有明顯的積極作用。