平台化整车热系统控制策略开发技术
高质量发展是新时代的硬道理,在习近平总书记“发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点”的时代强音中,中汽中心迎来“新质创效年”,即锚定高质量发展方向,坚定做到创效促质。那么,整车热管理系统的控制策略开发如何实现“新质创效”呢?本期解码“新质热管理”专题,为您解答。
平台化整车热系统控制策略开发技术
随着新能源汽车的发展,热系统在整车成本中的占比明显增加,对整车高低温能耗的影响占比最大,对新能源车的节能贡献越来越明显,这使得热系统显得越来越重要,并逐渐发展成为一个相对独立领域。因整车不同的车型配置和应用场景,热系统会以各种各样的形式组成不同的热管理架构,但热系统控制,一直是热系统开发的关键核心,同时也是整车能量管理策略开发的重要方向之一。
汽车热系统概念图
目前,各家企业多将整车热系统控制策略开发进行平台化,最大限度地复用策略开发的软硬件资源和接口,提高开发效率,降低开发成本,成为了必然趋势。
中汽中心工程院风洞中心凭借多年整车热管理系统的控制策略开发经验,建立了平台化整车热系统控制策略开发能力,为整车及热系统零部件企业提供整车热系统的控制策略仿真开发、控制策略快速控制原型及控制器硬件在环测试验证等,通过平台化的开发方式,助力企业快速高效实现热系统控制策略的自主开发。
1. 热系统控制策略对标测试分析
针对不同车型和热管理架构系统,建立热系统控制策略解析流程,定制化制定策略解析工况。目前团队具备了对各热系统部件控制通信的CAN、LIN解析能力,同时可读取原车热系统的CAN、LIN报文并进行解析的能力,通过整车布置全性能数据测试的传感器,可实现对热系统控制策略更为全面详细的解析。
基于热管理系统测试数据,通过数据自动化分析工具,可快速实现竞品车之间热系统性能对比,为热系统性能和控制策略优化提供依据和方向。同时,还可清晰梳理出热系统的能耗情况,并罗列出各部件的详细能耗,快速锁定高能耗关键部件,方便以基于降能耗为目标的控制策略优化。
2.控制策略快速控制原型(RCP)开发平台
快速控制原型是一种实现控制策略快速开发的半实物仿真技术。把控制策略编译到原型控制器中,通过I/O接口将原型控制器与实物热系统实现控制信号和状态信号的交互。在没有车载级的热系统控制器时,采用快速控制原型的方式,可实现对控制策略的快速验证、标定,同时可对实物热管理系统进行功能和性能验证。该平台可实现如下功能:
控制策略的快速验证:将控制策略编译成代码后植入到快速控制原型中,通过控制实物热系统所处的环境和运行参数,以及设置空调控制面板参数,来验证控制策略的功能实现和策略执行。该开发平台配置了丰富的热系统传感器采集通道和策略执行监控界面,便于实时观察和记录控制策略的实际执行情况。
控制策略快速标定:控制策略可基于simulink、C、C++平台开发,支持反复修改、模块化复用和封装,对控制策略里的标定参数进行直接修改,或可以通过标定界面对标定参数修正,实现对控制策略的反复标定。该平台的底层驱动进行了模块化封装,形成丰富的驱动库,不同架构和功能的控制策略可在平台上运行时,只需更换驱动模块,便可以直接运行和标定。
热系统零部件标定:该快速控制原型平台配置了丰富的I/O接口和驱动模块,采集模块可采集压力、温度、湿度、CO2浓度、风门位置等各类热系统状态信号,控制信号输出模块支持电压、PWM等电信号和各类电机驱动部件驱动信号的输出。通过快速控制原型平台可实现对热管理系统的任一信号采集零部件和执行零部件进行标定。
热系统及零部件性能开发和匹配:该快速控制原型平台搭建了灵活的实物热系统台架,配置多种通用的空调回路和水回路接口,可快速实现多种功能组合的热系统构型开发。同时该平台安装了丰富的热系统传感器和测试数据采集模块,可对热系统实物台架进行系统级和零部件级的性能测试。
新质创效
风洞中心能量管理团队一直在致力于整车热管理系统控制策略开发和优化,持续深入研究平台化的控制策略开发技术,帮助企业建立热管理系统设计仿真、策略快速原型及硬件在环验证、整车测试分析的一站式热管理性能开发及优化的解决方案和能力,针对热管理系统开发全链条中对标、仿真、原型、标定、测试、分析等环节为行业提供技术服务。
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