一種新能源車熱管理控制裝置試驗方法

【摘 要】文章設計的熱管理控制裝置試驗方法是一種綜合驗證方法。其根據整車實際工況，設計模擬熱管理系統中空調系統、電池、電機等熱管理內循環工況；同時考慮熱管理控制裝置的外部溫度、濕度、振動等環境條件。系統主要包括：熱管理控制裝置控制系統、熱管理控制裝置內循環工況模擬系統、外部環境條件加載系統和熱管理控制裝置性能測試系統。

【關鍵詞】熱管理控制裝置；外部環境；新能源車

中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（ 2024 ）10-0022-02

Test Method for Thermal Management Control Device of a New Energy Vehicle

ZHONG Zhaopei WANG Cong

（1. Anhui Jianghuai Automobile Group Co.，Ltd.，Hefei 230601；

2. China National Accreditation Center for Conformity Assessment，Beijing 100062，China）

【Abstract】The test method for the thermal management control device designed in the article is mainly based on the actual working conditions of the vehicle，and simulates the internal cycle working conditions of the thermal management system，such as the air conditioning system，battery and motor；A comprehensive verification method that simultaneously considers the external temperature，humidity，vibration and other environmental conditions of thermal management control devices. The system mainly includes： thermal management control device control system，thermal management control device internal cycle working condition simulation system，external environmental condition loading system，and thermal management control device performance testing system.

【Key words】thermal management control decorationb3fZRKvIWG8acasnkR9KSw==；external temperature；new energy vehicle

隨著新能源汽車的發展，汽車熱管理系統越來越重要，高度集成的熱管理系統是未來發展的趨勢。但汽車熱管理系統存在的問題不容小覷，小則影響車輛功能、性能，大則影響安全。目前可能存在的問題有：復雜工況的適應性不足，關鍵零部件的可靠性不足，智能化控制水平有待提高等。要解決這些問題，除提高設計水平外，還要設計一套合理的驗證方法，通過測試，早期發現問題加以整改優化，保證產品品質。

1 熱管理控制裝置控制系統設計

該整車熱管理系統的工作是由整車VCU進行控制，根據車輛工況，整車VCU發送不同信號至熱管理控制裝置控制閥，使其轉動不同角度，實現不同工作模式之間切換。全高溫模式，電池、電機、電控、乘客艙均需冷卻；PTC加熱模式，發動機不工作或水溫低，通過水PTC給乘員艙和電池提供熱量；發動機余熱加熱模式，發動機水溫較高，通過發動機余熱給乘員艙和電池提供熱量。熱管理控制裝置系統工作原理示意如圖1所示。

熱管理控制裝置的控制是通過上位機模擬整車VCU發送控制信號實現。熱管理控制裝置內部的工作是通過電機轉動帶動控制閥轉動相應角度實現對冷卻系統控制。控制閥模式和角度定義見表1。

控制閥體有4個通道，通過通道的轉換和角度的變化可以控制冷卻介質流向和流量，從而實現整車不同駕駛模式意圖。控制閥體結構和模式狀態如圖2所示。

2 熱管理控制裝置內循環工況模擬系統

熱管理控制裝置內循環工況模擬系統由水冷機組、水冷機組控制模塊、控制管路和數據信號采集模塊組成。冷水機組的出液溫度和流量通過上位機發送指令實現。介質溫度、流量數據和壓力傳感器數據通過數據采集儀讀取后上傳至上位機。上位機通過發送通斷指令控制目標回路的電磁閥開閉。內循環工況模擬系統工作運行原理如圖3所示。

某實車功能模式1試驗示例——C進B出。

1）上位機向冷水機發送指令使冷水機介質溫度升高到100℃（根據實際情況調整），讀取冷水機介質溫度。

2）上位機向環境箱發指令使環境箱溫度調整到-40℃（根據實際情況調整），讀取環境箱溫度值。

3）上位機向待測產品發送開啟C→B通路的報文，讀取產品閥門開啟位置。

4）上位機向電磁閥C1、B1、D2、A2發送開啟指令；上位機向電磁閥A1、A3、B2、C2、C3、D1發送關閉指令。

5）上位機向冷水機發送輸出流量20L/min（根據實際情況調整）的請求指令。

6）上位機通過無紙記錄儀讀取壓力傳感器和流量計數據，待示值穩定后比較入口流量計讀數和請求值20L/min（根據實際情況調整）的差異并對冷水機流量的請求值進行調整使入口流量計讀數穩定在20L/min。進水壓力按照此方法通過調節電磁閥的開度進行調節。功能模式1工況（C進B出）運行如圖4所示。

3 外部環境條件加載系統

熱管理控制裝置的外部環境條件主要有溫度、濕度、振動以及相應組合變化。在有效模擬系統內循環工況的同時，將熱管理控制裝置放置于相應的外部環境條件下進行綜合模擬考核。上述外部環境條件是由高低溫試驗箱、濕熱循環試驗箱、振動試驗臺和其組合變化實現的。

4 熱管理控制裝置性能測試系統

測試系統主要有上位機、Lin控制系統和數據監控與采集系統組成。可以模擬整車工況，測量系統水流流量、水流溫度、水流壓力、控制閥工作次數和系統各功能模式泄漏量及變化等性能參數。圖5為功能模式3工況系統綜合可靠性循環與系統泄漏量關系，能夠很明顯看出熱管理控制裝置性能和可靠性變化趨勢。

5 結論

本文介紹了一種新能源車熱管理控制裝置試驗方法。該方法可以有效模擬整車熱管理系統實車工況，同時可以驗證熱管理控制裝置在復雜工況的適應性問題。通過該方案解決了熱管理系統關鍵零部件可靠性和耐久性驗證問題。另外通過對熱管理系統關鍵性能指標的測試，為系統性能優化提供了數據支撐，對汽車的燃油經濟性或電動車輛的續航里程產生積極影響。

（編輯 楊凱麟）