淺析插電式混合動力功能樣車試制方法

楊夏 劉尚龍 黃流春 蘇濤

摘? 要：針對某款插電式混合動力汽車（PHEV）特點，依據(jù)功能樣車驗證需求逆向解析樣車試制要求，并以此開展試制驗證工作，滿足不斷提升的產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量需求，達(dá)成項目QCD最優(yōu)。本文從解析樣車要求、試制方案設(shè)計、樣車評價三方面介紹功能樣車試制驗證方法。

關(guān)鍵詞：PHEV;功能樣車;試制驗證

中圖分類號：U466? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1005-2550（2020）01-0029-05

Analysis on the manufacturing method of a PHEV functional vehicle

YANG Xia， LIU Shang-long， HUANG Liu-chun， SU Tao

（ Dongfeng Motor Corporation Technical Center， Wuhan 430058， China ）

Abstract： Aimed at the characteristics of a plug-in hybrid electric vehicles （ PHEV ） and the functional vehicle trial verification requirements， a representative evaluation method is using to guide the vehicle trial， to meet the continuously upgrading quality of the product development demand and reach the optimal QCD of project. The trial manufacture verification method of a functional vehicle is introduced from analytical vehicle testing requirements， trial manufacture process design， prototype validation methods.

Key Words： plug-in hybrid electric vehicle; functional vehicle; trial verification

1? ? 前言

隨著我國節(jié)能減排要求的不斷提高，新能源汽車的發(fā)展被列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，經(jīng)過多年的技術(shù)積累與發(fā)展，已實現(xiàn)了節(jié)油率的逐步提升。

表1 新能源各車型節(jié)油效果對比

新能源汽車發(fā)展在“十三五”規(guī)劃期間由起步階段進(jìn)入加速階段，重點推進(jìn)純電動汽車和插電式混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化。純電動汽車在應(yīng)對石油短缺和環(huán)境污染方面具有較大的優(yōu)勢，但其存在價格偏高和續(xù)駛里程較短的局限。插電式混合動力汽車兼具純電動汽車和傳統(tǒng)汽車的優(yōu)點，既有純電動汽車節(jié)能環(huán)保的特點，續(xù)駛里程也能得到保障，在充電基礎(chǔ)設(shè)施尚不普及、電動車電池技術(shù)仍不完善的背景下，插電式混合動力技術(shù)是最具實際意義的減排選擇。

在整車研發(fā)過程中，需實車驗證的環(huán)節(jié)很多，針對不同的研發(fā)需求提供與之相匹配的樣車，有助提升開發(fā)質(zhì)量，達(dá)成項目質(zhì)量、成本、周期最優(yōu)。本文針對PHEV動力驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點，基于功能樣車試制需求，開展樣車試制驗證工作，分為三個步驟：①解析樣車試制要求;②試制方案設(shè)計;③樣車裝配及評價。

2? ? PHEV系統(tǒng)功能設(shè)計

2.1? ?系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

以下是一款自主研發(fā)PHEV轎車系統(tǒng)布置結(jié)構(gòu)，如圖1。

動力總成系統(tǒng)包括：整車控制器、發(fā)動機及其控制系統(tǒng)、雙電機及其控制系統(tǒng)、多模變速器、動力電池組及其管理系統(tǒng)等。

2.2? ?系統(tǒng)功能設(shè)計

PHEV車型開發(fā)過程中，最重要的是對發(fā)動機的啟停、發(fā)動機與電機之間如何協(xié)調(diào)工作、能量管理的系統(tǒng)設(shè)計。在整車控制過程中，整車控制策略功能就是實現(xiàn)整車能量管理與動力系統(tǒng)的控制，指揮發(fā)動機與電機之間協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)各整車工況下能量的合理分配。

根據(jù)整車運行工況和動力總成狀態(tài)不同，劃分為以下8種工作模式，具體模式及功能見表2：

3? ? 試制方法

3.1 試制需求解析

PHEV功能樣車試制的主要目的是通過新能源三電系統(tǒng)：電機、電池、電控，以及其它高壓電氣附件等在整車上的搭載，實現(xiàn)以上整車工作模式及功能，驗證整車控制策略。整車功能實現(xiàn)分解到關(guān)鍵零部件的功能需求見下表3：

3.2.1 整車試制方案

從以往的新動力總成搭載車型開發(fā)經(jīng)驗中可以得出：樣車試制在基礎(chǔ)車型上較容易實現(xiàn)，變更點較少，且能滿足整車的功能驗證需求。避免了全新試制樣車帶來的大量成本及周期的浪費。所以，PHEV功能樣車的試制，會選擇在現(xiàn)有基礎(chǔ)車型上換裝PHEV系統(tǒng)相關(guān)零件。既可使試驗車輛再利用，也可縮短試制周期。

明確整車試制方案后，對基礎(chǔ)車型配置、狀態(tài)進(jìn)行識別，識別設(shè)計變更內(nèi)容、變更原因以及對試制的影響。在滿足樣車功能驗證前提下，提出整車試制的關(guān)鍵路徑，并針對性的設(shè)計短周期、低費用的試制工藝方案。

以A車型為例，功能樣車主要設(shè)計變更點見表4。

3.2.2 零部件試制方案

零部件試制是整車試制的基礎(chǔ)，特別是關(guān)鍵零部件的試制，直接決定了整車試制成本和周期。零部件試制方案設(shè)計是指針對解析出的零部件試制需求，設(shè)計對應(yīng)的零部件制造工藝方案，將零件圖紙轉(zhuǎn)化為實物。制造工藝方案決定著零部件性能，也決定著零部件的制造周期和費用，因此設(shè)計零部件制造工藝方案時，如何在眾多工藝方案種選擇最優(yōu)方案，需綜合考慮試制需求，周期及費用。

以驅(qū)動電機試制工藝方案設(shè)計為例，將驅(qū)動電機總成分解到部件級，再分別設(shè)計制造工藝方案，最終在滿足總成試制需求的前提下，選擇一種較短周期、較低費用的最優(yōu)組合。驅(qū)動電機試制工藝方案設(shè)計見表5：

3.3? ? 樣車裝配及評價

3.3.1 樣車裝配

樣車裝配分為四個階段：工藝文件設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)臺架測試、實車裝配、樣車檢查。

（1）工藝文件設(shè)計。裝配工藝人員參考整車數(shù)模、零件明細(xì)編制裝配工藝文件，對總裝件進(jìn)行工藝組塊劃分，制定裝配工藝路線圖，如圖2所示。工藝文件中注明零件的裝配位置、裝配順序、裝配基準(zhǔn)、重保項。工藝文件設(shè)計目的有兩點：

（a）指導(dǎo)現(xiàn)場裝配，保證裝配質(zhì)量;

（b）對重保項進(jìn)行點檢，確保可追溯。

（2）網(wǎng)絡(luò)臺架測試。樣車裝配前，搭建簡易電器臺架，對整車網(wǎng)絡(luò)通訊進(jìn)行測試，合格后再裝車，確保滿足后續(xù)功能調(diào)試要求。

（3）實車裝配。裝配過程中嚴(yán)格執(zhí)行工藝文件，對發(fā)掘設(shè)計問題解析并實施有效對策，滿足標(biāo)定試驗要求。

（4）樣車檢查。裝配完成后，需對整車狀態(tài)進(jìn)行檢查，主要包括重保力矩、油輔料加注、基本功能。

3.3.2 樣車評價

樣車交付前需對整車進(jìn)行功能核查和保安防災(zāi)評價，確保各項功能符合項目要求，排除安全隱患。功能核查分為傳統(tǒng)功能和PHEV專有功能。表6列舉了PHEV樣車專有功能核查的主要項目及操作方式。

保安防災(zāi)依據(jù)保安防災(zāi)判定基準(zhǔn)進(jìn)行判定，重點關(guān)注部位有：機艙、車身底盤、儀表板、車門、車內(nèi)地板、行李箱。評價時還需考慮車輛狀態(tài)：停止、行駛、負(fù)載。評價發(fā)現(xiàn)問題需逐一對策整改，確保樣車無安全隱患遺留后方能交付試驗。

4? ? 結(jié)語

近年來，在汽車行業(yè)微增長的大環(huán)境下，我國各大主機廠將新能源汽車作為研究和市場開拓的重點，競爭日益加劇。為滿足產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量和開發(fā)周期的更高要求，如何充分、快速的驗證產(chǎn)品設(shè)計、為試驗提供有品質(zhì)的樣車是提升整車試制驗證能力的重點。本文結(jié)合某款PHEV功能樣車的結(jié)構(gòu)特點和需求對試制驗證方法進(jìn)行闡述，主要結(jié)論如下：

（1）樣車試制，需要從試制要求解析、試制方案設(shè)計、試制樣車評價等試制全環(huán)節(jié)進(jìn)行考慮，并最終形成功能樣車試制方法;

（2）樣車試制需針對不同樣車需求，對關(guān)鍵零部件關(guān)鍵要素及要求及裝調(diào)的控制要素及要求進(jìn)行專項設(shè)計;

（3）以“短周期、低費用”為原則設(shè)計關(guān)鍵零部件試制方案，為今后試制驗證提供參考。

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