汽車動力總成系統(tǒng)作為車輛的核心,其開發(fā)水平直接決定了整車的性能、效率和競爭力。中汽中心汽車工程研究院在動力總成系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域深耕多年,形成了涵蓋工程研究、技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)發(fā)展的完整能力體系。本系列文章將系統(tǒng)介紹這一能力體系,首篇聚焦于動力總成系統(tǒng)的工程與技術(shù)研究及試驗(yàn)發(fā)展環(huán)節(jié)。
一、 工程研究的基石作用
工程研究是動力總成系統(tǒng)開發(fā)的先導(dǎo)與基礎(chǔ)。研究院在此領(lǐng)域的核心工作包括:
- 前瞻技術(shù)跟蹤與預(yù)研:緊密跟蹤全球內(nèi)燃機(jī)高效化、電氣化、智能化以及替代燃料(如氫能、e-Fuel)等前沿技術(shù)趨勢,進(jìn)行技術(shù)可行性分析與路徑規(guī)劃。
- 系統(tǒng)架構(gòu)與集成研究:針對傳統(tǒng)動力、混合動力、純電驅(qū)動等不同技術(shù)路線,開展系統(tǒng)級的架構(gòu)設(shè)計、參數(shù)匹配與優(yōu)化研究,尋求性能、能耗、成本與可靠性的最佳平衡。
- 核心零部件技術(shù)研究:深入發(fā)動機(jī)燃燒與熱管理、先進(jìn)變速器技術(shù)、電機(jī)電控技術(shù)、電池系統(tǒng)集成與管理等關(guān)鍵子領(lǐng)域,突破技術(shù)瓶頸。
- 仿真與虛擬開發(fā)平臺構(gòu)建:建立高精度的多物理場仿真模型(如CFD、結(jié)構(gòu)、NVH、控制系統(tǒng)),在實(shí)物樣機(jī)制造前進(jìn)行充分的虛擬驗(yàn)證與迭代優(yōu)化,縮短開發(fā)周期。
二、 技術(shù)研發(fā)的創(chuàng)新驅(qū)動
技術(shù)研發(fā)是將工程研究轉(zhuǎn)化為具體解決方案的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究院著力于:
- 關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與原型開發(fā):針對特定性能目標(biāo)(如超高熱效率、極低排放、高功率密度電機(jī)),組織跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)進(jìn)行聯(lián)合技術(shù)攻關(guān),并制作功能樣機(jī)或原型系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。
- 控制策略與軟件算法開發(fā):開發(fā)先進(jìn)的發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)、混合動力控制單元(HCU)及電池管理系統(tǒng)(BMS)核心控制策略與算法,實(shí)現(xiàn)動力總成系統(tǒng)的高效、平順與智能運(yùn)行。
- 新材料與新工藝應(yīng)用研究:探索輕量化材料(如復(fù)合材料、高強(qiáng)度鋁合金)、先進(jìn)制造工藝(如增材制造)在動力總成部件上的應(yīng)用,以提升性能并減重。
- 標(biāo)準(zhǔn)化與專利布局:參與或主導(dǎo)相關(guān)國家、行業(yè)及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定,同時圍繞核心技術(shù)進(jìn)行知識產(chǎn)權(quán)布局,構(gòu)建技術(shù)壁壘。
三、 試驗(yàn)發(fā)展的驗(yàn)證閉環(huán)
試驗(yàn)發(fā)展是驗(yàn)證理論、評估性能、確保可靠性的最終關(guān)口。研究院構(gòu)建了完備的試驗(yàn)驗(yàn)證能力:
- 臺架試驗(yàn)體系:擁有從零部件(如噴油器、渦輪增壓器、單電池)到子系統(tǒng)(如發(fā)動機(jī)臺架、變速器臺架、電機(jī)對拖臺架)再到完整動力總成臺架的完整試驗(yàn)?zāi)芰Α?蛇M(jìn)行性能、效率、耐久性、可靠性、排放(包括RDE)等一系列嚴(yán)苛測試。
- 環(huán)境模擬與可靠性試驗(yàn):利用高低溫環(huán)境倉、振動臺等設(shè)備,模擬車輛在各種極端氣候和復(fù)雜路況下的運(yùn)行狀態(tài),考核動力總成的環(huán)境適應(yīng)性與可靠性。
- 在環(huán)仿真測試(HIL/VIL):建立硬件在環(huán)(HIL)和車輛在環(huán)(VIL)測試平臺,對控制系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模、高覆蓋率的自動化測試,特別是針對復(fù)雜的混合動力能量管理策略和自動駕駛場景下的動力響應(yīng)。
- 整車道路試驗(yàn)與標(biāo)定:將開發(fā)中的動力總成搭載于整車,在實(shí)際道路和專用試驗(yàn)場進(jìn)行全面的性能標(biāo)定、駕駛性評價、能耗與排放認(rèn)證測試,確保其在實(shí)際使用中達(dá)到設(shè)計目標(biāo)。
- 測試數(shù)據(jù)管理與分析:建立統(tǒng)一的測試數(shù)據(jù)管理平臺,對海量試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、深度挖掘與分析,形成“測試-分析-改進(jìn)”的數(shù)據(jù)驅(qū)動閉環(huán),持續(xù)提升產(chǎn)品品質(zhì)。
工程研究、技術(shù)研發(fā)與試驗(yàn)發(fā)展三者環(huán)環(huán)相扣,構(gòu)成了動力總成系統(tǒng)正向開發(fā)的堅實(shí)三角。中汽中心汽車工程研究院通過整合這三大環(huán)節(jié)的能力,能夠?yàn)槠髽I(yè)提供從概念設(shè)計到產(chǎn)品定型的全流程、深層次技術(shù)支持。在汽車產(chǎn)業(yè)向電動化、智能化加速轉(zhuǎn)型的今天,這種系統(tǒng)性的工程技術(shù)能力,對于開發(fā)出兼具卓越性能、出色效率和高度可靠性的新一代動力總成系統(tǒng),具有不可替代的戰(zhàn)略價值。后續(xù)文章將深入介紹動力總成在NVH優(yōu)化、電驅(qū)動系統(tǒng)集成等具體領(lǐng)域的開發(fā)能力。