48V與能量回收系統(tǒng)開發(fā)中的負(fù)載譜采集與分析

1.應(yīng)用難點(diǎn)

“麻雀雖小，五臟俱全”，48V系統(tǒng)涉及整車powertrain和powernet子系統(tǒng)，包括混合動(dòng)力三大部件 (電機(jī),電池, DCDC)，皮帶輪系系統(tǒng)，混合動(dòng)力控制策略以及整車其他子系統(tǒng)等。

如此多的部件和子系統(tǒng)工作特性不同，車輛應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)也有不同，如果我們盲目地進(jìn)行負(fù)載譜測(cè)試，測(cè)試工作和數(shù)據(jù)量將會(huì)出現(xiàn)”維度災(zāi)難”。為此，我們需要深入理解各個(gè)子系統(tǒng)和部件，比如電機(jī)關(guān)注扭矩和振動(dòng)，電池關(guān)注電流和溫度，皮帶關(guān)注打滑和噪聲等，在此基礎(chǔ)上有效制定完善的測(cè)試和分析計(jì)劃。

2.負(fù)載譜采集

聯(lián)合電子根據(jù)附近道路交通的實(shí)際情況，定義浦東RDE循環(huán)，覆蓋城市路、高架路和鄉(xiāng)村路等各類常見路況, 全程約33km。

為了得到高質(zhì)量的負(fù)載譜數(shù)據(jù)，聯(lián)合電子基于48V演示車做了相關(guān)改造，并安裝了眾多測(cè)試測(cè)量設(shè)備，包括電流電壓傳感器，溫度傳感器，轉(zhuǎn)速扭矩傳感器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備等。各個(gè)采集設(shè)備以不同速率采集48V系統(tǒng)和部件關(guān)鍵變量，巨大的數(shù)據(jù)量背后承載著重要的信息量為了得到高質(zhì)量的負(fù)載譜數(shù)據(jù)，聯(lián)合電子基于48V演示車做了相關(guān)改造，并安裝了眾多測(cè)試測(cè)量設(shè)備, 包括電流電壓傳感器，溫度傳感器，轉(zhuǎn)速扭矩傳感器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備等。各個(gè)采集設(shè)備以不同速率采集48V系統(tǒng)和部件關(guān)鍵變量，巨大的數(shù)據(jù)量背后承載著重要的信息量。

3.負(fù)載譜數(shù)據(jù)分析

測(cè)試完成后，會(huì)帶來(lái)48V系統(tǒng)和子部件的海量測(cè)量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在經(jīng)過一套高效的批量數(shù)據(jù)分析和可視化軟件處理后，將會(huì)呈現(xiàn)給我們不同維度下關(guān)鍵信息。以下是幾個(gè)例子：

a)系統(tǒng)工況分布，主要包括：車速分布、加速踏板分布、制動(dòng)踏板分布、滑行持續(xù)時(shí)間等。

圖例為加速踏板和加速度分布的統(tǒng)計(jì)圖，根據(jù)這些信息，系統(tǒng)可以參考最優(yōu)調(diào)整驅(qū)動(dòng)時(shí)的踏板和制動(dòng)能量回收策略，兼顧經(jīng)濟(jì)性和駕駛性。

b) 零部件工況分布，主要涉及48V電機(jī)，電池和DC/DC的工作特性。

圖例為電機(jī)和DCDC某段工況下的的實(shí)際功率分布，這些信息(6000-1000rpm，5s@5-8kW的電機(jī)核心工作段，0-1s@700-900W的DCDC核心工作段)可以更好地幫助電機(jī)和DCDC調(diào)整開發(fā)策略，制定更適合的壽命耐久load profile。

c) 系統(tǒng)能量流，包括Powertrain子系統(tǒng)能量流和Powernet子系統(tǒng)能量流。

能量流分析會(huì)告訴我們能量的流向和具體分布數(shù)值，能指導(dǎo)我們更好地調(diào)整能量回收和扭矩分布策略，同時(shí)有助于系統(tǒng)能量?jī)?yōu)化的關(guān)鍵路徑識(shí)別，比如某些部件特性。

此外，通過對(duì)載荷譜的采集和分析，還可以對(duì)部件的熱性能，振動(dòng)以及部件失效風(fēng)險(xiǎn)和壽命進(jìn)行評(píng)估，為混動(dòng)系統(tǒng)控制策略和零部件的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供依據(jù)。