一種新能源車熱管理控制裝置試驗(yàn)方法

【摘 要】文章設(shè)計的熱管理控制裝置試驗(yàn)方法是一種綜合驗(yàn)證方法。其根據(jù)整車實(shí)際工況，設(shè)計模擬熱管理系統(tǒng)中空調(diào)系統(tǒng)、電池、電機(jī)等熱管理內(nèi)循環(huán)工況；同時考慮熱管理控制裝置的外部溫度、濕度、振動等環(huán)境條件。系統(tǒng)主要包括：熱管理控制裝置控制系統(tǒng)、熱管理控制裝置內(nèi)循環(huán)工況模擬系統(tǒng)、外部環(huán)境條件加載系統(tǒng)和熱管理控制裝置性能測試系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】熱管理控制裝置；外部環(huán)境；新能源車

中圖分類號：U469.72 文獻(xiàn)標(biāo)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(fā)展，汽車熱管理系統(tǒng)越來越重要，高度集成的熱管理系統(tǒng)是未來發(fā)展的趨勢。但汽車熱管理系統(tǒng)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(fù)雜工況的適應(yīng)性不足，關(guān)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(shè)計水平外，還要設(shè)計一套合理的驗(yàn)證方法，通過測試，早期發(fā)現(xiàn)問題加以整改優(yōu)化，保證產(chǎn)品品質(zhì)。

1 熱管理控制裝置控制系統(tǒng)設(shè)計

該整車熱管理系統(tǒng)的工作是由整車VCU進(jìn)行控制，根據(jù)車輛工況，整車VCU發(fā)送不同信號至熱管理控制裝置控制閥，使其轉(zhuǎn)動不同角度，實(shí)現(xiàn)不同工作模式之間切換。全高溫模式，電池、電機(jī)、電控、乘客艙均需冷卻；PTC加熱模式，發(fā)動機(jī)不工作或水溫低，通過水PTC給乘員艙和電池提供熱量；發(fā)動機(jī)余熱加熱模式，發(fā)動機(jī)水溫較高，通過發(fā)動機(jī)余熱給乘員艙和電池提供熱量。熱管理控制裝置系統(tǒng)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(jī)模擬整車VCU發(fā)送控制信號實(shí)現(xiàn)。熱管理控制裝置內(nèi)部的工作是通過電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動控制閥轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度實(shí)現(xiàn)對冷卻系統(tǒng)控制?？刂崎y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(zhuǎn)換和角度的變化可以控制冷卻介質(zhì)流向和流量，從而實(shí)現(xiàn)整車不同駕駛模式意圖。控制閥體結(jié)構(gòu)和模式狀態(tài)如圖2所示。

2 熱管理控制裝置內(nèi)循環(huán)工況模擬系統(tǒng)

熱管理控制裝置內(nèi)循環(huán)工況模擬系統(tǒng)由水冷機(jī)組、水冷機(jī)組控制模塊、控制管路和數(shù)據(jù)信號采集模塊組成。冷水機(jī)組的出液溫度和流量通過上位機(jī)發(fā)送指令實(shí)現(xiàn)。介質(zhì)溫度、流量數(shù)據(jù)和壓力傳感器數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集儀讀取后上傳至上位機(jī)。上位機(jī)通過發(fā)送通斷指令控制目標(biāo)回路的電磁閥開閉。內(nèi)循環(huán)工況模擬系統(tǒng)工作運(yùn)行原理如圖3所示。

某實(shí)車功能模式1試驗(yàn)示例——C進(jìn)B出。

1）上位機(jī)向冷水機(jī)發(fā)送指令使冷水機(jī)介質(zhì)溫度升高到100℃（根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整），讀取冷水機(jī)介質(zhì)溫度。

2）上位機(jī)向環(huán)境箱發(fā)指令使環(huán)境箱溫度調(diào)整到-40℃（根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整），讀取環(huán)境箱溫度值。

3）上位機(jī)向待測產(chǎn)品發(fā)送開啟C→B通路的報文，讀取產(chǎn)品閥門開啟位置。

4）上位機(jī)向電磁閥C1、B1、D2、A2發(fā)送開啟指令；上位機(jī)向電磁閥A1、A3、B2、C2、C3、D1發(fā)送關(guān)閉指令。

5）上位機(jī)向冷水機(jī)發(fā)送輸出流量20L/min（根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整）的請求指令。

6）上位機(jī)通過無紙記錄儀讀取壓力傳感器和流量計數(shù)據(jù)，待示值穩(wěn)定后比較入口流量計讀數(shù)和請求值20L/min（根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整）的差異并對冷水機(jī)流量的請求值進(jìn)行調(diào)整使入口流量計讀數(shù)穩(wěn)定在20L/min。進(jìn)水壓力按照此方法通過調(diào)節(jié)電磁閥的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。功能模式1工況（C進(jìn)B出）運(yùn)行如圖4所示。

3 外部環(huán)境條件加載系統(tǒng)

熱管理控制裝置的外部環(huán)境條件主要有溫度、濕度、振動以及相應(yīng)組合變化。在有效模擬系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)工況的同時，將熱管理控制裝置放置于相應(yīng)的外部環(huán)境條件下進(jìn)行綜合模擬考核。上述外部環(huán)境條件是由高低溫試驗(yàn)箱、濕熱循環(huán)試驗(yàn)箱、振動試驗(yàn)臺和其組合變化實(shí)現(xiàn)的。

4 熱管理控制裝置性能測試系統(tǒng)

測試系統(tǒng)主要有上位機(jī)、Lin控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)監(jiān)控與采集系統(tǒng)組成。可以模擬整車工況，測量系統(tǒng)水流流量、水流溫度、水流壓力、控制閥工作次數(shù)和系統(tǒng)各功能模式泄漏量及變化等性能參數(shù)。圖5為功能模式3工況系統(tǒng)綜合可靠性循環(huán)與系統(tǒng)泄漏量關(guān)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(jié)論

本文介紹了一種新能源車熱管理控制裝置試驗(yàn)方法。該方法可以有效模擬整車熱管理系統(tǒng)實(shí)車工況，同時可以驗(yàn)證熱管理控制裝置在復(fù)雜工況的適應(yīng)性問題。通過該方案解決了熱管理系統(tǒng)關(guān)鍵零部件可靠性和耐久性驗(yàn)證問題。另外通過對熱管理系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo)的測試，為系統(tǒng)性能優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支撐，對汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性或電動車輛的續(xù)航里程產(chǎn)生積極影響。

（編輯 楊凱麟）