摘要：傳統(tǒng)汽車的“心臟”是發(fā)動(dòng)機(jī)，新能源汽車的動(dòng)力則來自電池。兩者最大的區(qū)別是內(nèi)燃機(jī)本身高速運(yùn)轉(zhuǎn)，而動(dòng)力電池“靜靜”地進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。這種不同注定了傳統(tǒng)汽車與新能源汽車的測試方法和手段有根本區(qū)別。

新能源汽車時(shí)代漸行漸近，新的挑戰(zhàn)隨之產(chǎn)生。

拋開動(dòng)力系統(tǒng)的差別，新能源汽車從表面上看與傳統(tǒng)汽車差別不大。然而，恰恰是動(dòng)力系統(tǒng)的不同，使整車研發(fā)與測試成為新課題。8月29日，2019年汽車整車研發(fā)測試亞洲論壇在江蘇無錫召開，業(yè)內(nèi)100多位專家對(duì)此專門進(jìn)行探討。與會(huì)人士形成共識(shí)，新能源汽車研發(fā)測試不僅要改變方法和手段，更要建立全新的評(píng)價(jià)規(guī)則。

■面臨整車測試新課題

傳統(tǒng)汽車的“心臟”是發(fā)動(dòng)機(jī)，新能源汽車的動(dòng)力則來自電池。兩者最大的區(qū)別是內(nèi)燃機(jī)本身高速運(yùn)轉(zhuǎn)，而動(dòng)力電池“靜靜”地進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。這種不同注定了傳統(tǒng)汽車與新能源汽車的測試方法和手段有根本區(qū)別。

內(nèi)燃機(jī)通過差速裝置把動(dòng)力分配給4個(gè)車輪；電動(dòng)汽車沒有這個(gè)裝置，目前比較流行的是車輛前后分別安裝一個(gè)電機(jī)，有的安裝4個(gè)輪邊電機(jī)，未來3～5年可能還會(huì)出現(xiàn)量產(chǎn)的輪轂電機(jī)車輛。“與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車的測試方法、目標(biāo)將發(fā)生根本性變化。”寶克中國公司總經(jīng)理Scht說。

一般來說，電子產(chǎn)品的測量精度要求比較高，電動(dòng)汽車最大的特點(diǎn)就是大規(guī)模電氣化，這要求研發(fā)測試的精度必須大幅提高，這是汽車行業(yè)從前沒有經(jīng)歷過的事情。家用轎車內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速一般不超過8000轉(zhuǎn)/分鐘，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速輕松超過1萬轉(zhuǎn)/分鐘，目前電動(dòng)汽車電機(jī)的轉(zhuǎn)速普遍為1.6萬～1.8萬轉(zhuǎn)/分鐘，但這個(gè)數(shù)字很快將成為歷史，2萬轉(zhuǎn)/分鐘的電機(jī)已在量產(chǎn)的路上。Scht提出：“電機(jī)的高轉(zhuǎn)速給車輛研發(fā)測試帶來巨大的挑戰(zhàn)。”

電機(jī)的高轉(zhuǎn)速伴隨著較小的慣量以及極低的內(nèi)阻力，這就要求研發(fā)測試技術(shù)及設(shè)備擁有極高的響應(yīng)速度，進(jìn)而對(duì)軟件和硬件都提出很高的要求，用Windows操作系統(tǒng)已不能滿足需求，必須采用專門為工業(yè)開發(fā)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。

充電是新能源汽車相對(duì)傳統(tǒng)汽車的新需求，涉及通訊接口和充電數(shù)據(jù)交換的測試，充電又分為快充與慢充，不同場景對(duì)測試又提出很高的要求。傳統(tǒng)汽車加注汽柴油比較簡單，主要考慮VOC（蒸發(fā)排放）是否合格，而新能源汽車的充放電測試要復(fù)雜很多。

此前，傳統(tǒng)汽車在我國一直采用NEDC工況進(jìn)行測試，隨著國六排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，WLTC測試方法走到臺(tái)前，其雖在NEDC工況基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，本質(zhì)上仍針對(duì)傳統(tǒng)汽車。新能源汽車有自己的特征，WLTC測試方法并不完全適用。目前，我國新能源汽車還沒有一套完善的研發(fā)與測試系統(tǒng)，業(yè)界還在摸索前進(jìn)。

Scht表示：“新能源汽車是新生事物，不像傳統(tǒng)汽車那樣基本定型，傳統(tǒng)汽車每年推出新產(chǎn)品只是改良，沒有實(shí)質(zhì)性變化，新能源汽車卻不同，僅僅純電動(dòng)汽車每年都有很多新技術(shù)運(yùn)用到量產(chǎn)車上。隨著技術(shù)和市場不斷發(fā)展，插電式混動(dòng)、增程式汽車也受到廣泛關(guān)注，未來可能還有固態(tài)電池汽車及燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，這些新變化都對(duì)傳統(tǒng)的整車研發(fā)測試提出了新挑戰(zhàn)。”

Scht認(rèn)為，傳統(tǒng)汽車的研發(fā)測試一部分靠經(jīng)驗(yàn)積累，而新能源汽車發(fā)展太快，還需應(yīng)用人工智能技術(shù)，通過自我學(xué)習(xí)能力提高研發(fā)測試水平。“新變化帶來新挑戰(zhàn)，研發(fā)測試技術(shù)、設(shè)備都朝多功能化的方向發(fā)展，以應(yīng)對(duì)技術(shù)和市場快速發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)。”他說。

■要順應(yīng)驅(qū)動(dòng)分布式發(fā)展趨勢

目前，電動(dòng)汽車普遍采用前后兩個(gè)電機(jī)的布局，未來會(huì)有更多配裝4個(gè)電機(jī)的產(chǎn)品出現(xiàn)。這種變化趨勢意味著整車研發(fā)測試將向分布式發(fā)展。浙江大學(xué)動(dòng)力機(jī)械及車輛工程研究所副所長朱紹鵬說：“分布式驅(qū)動(dòng)是電動(dòng)汽車未來發(fā)展趨勢，研發(fā)測試也將跟隨驅(qū)動(dòng)方式的發(fā)展而轉(zhuǎn)變。”

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段。最初，電動(dòng)汽車采用分體式驅(qū)動(dòng)單元，經(jīng)過物理集成形成了電機(jī)＋電控＋減速機(jī)的集成驅(qū)動(dòng)單元，隨著電機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，輪轂電機(jī)被運(yùn)用在車輛上，逐步形成了標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)力底盤。“分布式驅(qū)動(dòng)控制更加節(jié)能、安全，智能化水平很高，是下一代電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方向。”朱紹鵬說。 據(jù)介紹，相比傳統(tǒng)的集成方式，多驅(qū)動(dòng)源分布式驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢比較明顯，比如可以節(jié)省空間。朱紹鵬說：“大家都不太喜歡坐在乘用車后排中間位置，因?yàn)橥抢锬_下有一個(gè)‘鼓包’，多驅(qū)動(dòng)源分布式驅(qū)動(dòng)將解決這個(gè)問題。”

此外，多驅(qū)動(dòng)源分布式驅(qū)動(dòng)可以提高傳動(dòng)效率，減少能量損耗。傳統(tǒng)汽車通過傳動(dòng)軸輸送動(dòng)力，這對(duì)傳動(dòng)軸的加工和安裝要求極高，否則就會(huì)損失很多動(dòng)力，降低傳輸效率。傳統(tǒng)汽車使用復(fù)雜的動(dòng)力分配裝置實(shí)現(xiàn)全時(shí)四驅(qū)，而多驅(qū)動(dòng)源分布式驅(qū)動(dòng)并不需要那么復(fù)雜的裝置，就可以輕松地實(shí)現(xiàn)全時(shí)四驅(qū)、前驅(qū)、后驅(qū)等多種驅(qū)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換。多驅(qū)動(dòng)源分布式驅(qū)動(dòng)的每個(gè)電機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，并且響應(yīng)速度非傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)可比，這增強(qiáng)了電動(dòng)汽車的操控性，可通過協(xié)調(diào)控制各電機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定駕駛。

分布式驅(qū)動(dòng)已在公交車上運(yùn)用。朱紹鵬稱：“公交車的工況比較簡單，車速也不高，比亞迪K9電動(dòng)客車采用輪邊電機(jī)，已在國內(nèi)外市場銷售。乘用車的工況比較復(fù)雜，動(dòng)力學(xué)控制是分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)乘用車能否量產(chǎn)的技術(shù)瓶頸，對(duì)研發(fā)測試也提出了很高的要求。”

目前，部分汽車企業(yè)已在乘用車概念車上嘗試分布式驅(qū)動(dòng)，特斯拉、寶馬等企業(yè)已在量產(chǎn)車上采用雙電機(jī)、三電機(jī)的分布式方案。

■研發(fā)檢測嚴(yán)要求成為必須

“無論哪種車輛進(jìn)行研發(fā)測試，安全都是第一位的，尤其新能源汽車技術(shù)仍在不斷發(fā)展，我們更要嚴(yán)謹(jǐn)，標(biāo)準(zhǔn)要求必須更嚴(yán)格。”工信部原公告車輛管理專家逯海告訴記者。

《乘用車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》（GB21670-2008）中專門為電動(dòng)汽車增加了應(yīng)急制動(dòng)測試標(biāo)準(zhǔn)——在行車制動(dòng)系輸出的電動(dòng)部件完全失效的情況下，測試電動(dòng)汽車的制動(dòng)性能如何，以及在失效狀態(tài)導(dǎo)致電動(dòng)部件產(chǎn)生的最大制動(dòng)力。“這兩項(xiàng)測試可以檢驗(yàn)電動(dòng)汽車在緊急狀態(tài)下的制動(dòng)能力。如果不加以檢測，車輛發(fā)生意外情況就會(huì)很危險(xiǎn)。在以往的檢測中，我們發(fā)現(xiàn)有些車輛不合格，一律沒有對(duì)其進(jìn)行公告管理審批，責(zé)令全部重新完善相關(guān)功能。研發(fā)檢測必須嚴(yán)格要求，企業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求，主管部門的壓力就會(huì)輕一點(diǎn)，也能節(jié)省企業(yè)報(bào)送產(chǎn)品上公告的時(shí)間。”逯海說。

新能源汽車的部分標(biāo)準(zhǔn)已制定完成，有標(biāo)準(zhǔn)就有研發(fā)檢測的依據(jù)。逯海說：“有標(biāo)準(zhǔn)，測試工作就相對(duì)容易，還沒有形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)的部分，可以參照傳統(tǒng)汽車及其他方面的要求對(duì)照進(jìn)行。”

北汽福田工程研究總院整車性能試驗(yàn)總工程師張憲說：“部分企業(yè)可能沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研發(fā)測試。不嚴(yán)格要求自己，在公告審批時(shí)會(huì)遇到麻煩，不但自己要重新測試，而且耽誤產(chǎn)品上公告的時(shí)間。如今市場競爭激烈，晚一天上公告就可能失去市場競爭優(yōu)勢。北汽福田深刻明白這個(gè)道理，一直嚴(yán)格按照國家要求實(shí)施研發(fā)測試。”據(jù)介紹，北汽福田成立了專門的團(tuán)隊(duì)，利用測功機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)要求逐項(xiàng)測試。

相對(duì)于巨大的市場潛力，新能源汽車“小荷才露尖尖角”，即便這樣，行業(yè)也開始面臨研發(fā)測試等一系列新的挑戰(zhàn)。業(yè)界對(duì)此應(yīng)有一定的準(zhǔn)備，畢竟隨著配裝固態(tài)電池、燃料電池的新車型量產(chǎn)，更大的挑戰(zhàn)還在后面。