-30°C的严酷考验 体验天际ME7极寒测试

2021-12-15 15:26:28 作者:问答叫兽
综合道路整车耐久测试

前不久,我从崇礼的七款电动车“冬季实验室”项目回到北京,梦想着舒适的“猫的生活”。一个新的任务让这一尝试破产:造车新势力之一的Skycar,正在有着“中国最冷地区”、“冰雪之乡”称号的内蒙古呼伦贝尔牙克石,为其首款车型ME7进行极寒测试,我有幸受邀参加了这次极寒测试。当地气温-30°C的天气预报让人感觉后背发凉,但在OEM参与新车型内测的机会真的很少,你还犹豫什么?我们走吧。

为什么是牙克石?

天际线选择的极寒试验地牙克石市,是呼伦贝尔市下辖的县级市。每年9月初开始出现霜冻,一直到次年6月才停止。部分地区记录的最低气温可达-50°c,对于车辆的极寒测试,牙克石绝对是国内最理想的地方之一。因此,中国汽车技术研究中心和博世集团在这里都有汽车测试基地,天空ME7极寒测试的大部分项目也是在这两个测试中心完成的。

●测试车辆:

需要注意的是,本次测试的Skyline ME7并不是最终的量产车型,而是量产车型的工程样机,因此图中的测试车会穿迷彩外套,而大灯、尾灯、前后围板等细节与量产车型相差甚远。为了方便工程师接近测试设备,内部没有配备生产型号的各种装饰板,而是用各种管道裸露出来。

●测试项目

Skyline ME7的极寒测试包括四大项:道路车辆综合续航测试、三电系统冬季标定测试、热管理系统测试和ESP系统测试,每个大项还包含很多子项。接下来,我们将在文章中逐一介绍它们。

◆道路车辆综合耐久试验:

道路车辆综合续航测试是测试车辆在低温环境下各项行驶性能是否正常的关键测试项目,本次测试的关键任务之一是测试三电系统在低温环境下是否稳定。可以说,所有的极寒测试项目,包括综合道路车辆续航测试,三电系统的测试是重中之重。发现的问题越多,发现的越早,对厂商和消费者都有好处。

天际ME7查成交价|参配|优惠政策)的综合道路车辆续航测试,里程设定为5000公里,由两辆测试车完成,共行驶20天。路线设置也很讲究。按农村36%/高速公路19%/城市45%的比例规划。路线每天重复两次,测试路线长126公里。据Skyline工程师介绍,这个道路规划也是包括大众在内的很多主流厂商在做综合路测时采用的方案。

我参加的测试不到20公里,属于农村路段。相比5000公里的总里程,只能算是冰山一角。但在这不到20公里的短距离内,还包括上坡、下坡、弯道等相对复杂的测试路况。同时,由于前几天局部地区刚下过雪,根据工程师的说法,农村路段的速度并不固定,基本上会保持在40公里/小时-60公里/小时左右,而空的调整是为了保持整条道路畅通。

车辆的所有行驶数据会被数据记录仪记录下来,然后由工程师离线导出数据,然后对异常数据进行分析和纠正,这涉及到海量的数据。

三电冬季标定测试

◆三功率冬季校准测试:

电动冬季标定试验主要针对ME7整车性能、热管理、电池低温充放电性能、电机系统性能、诊断功能等进行标定和验证试验。这个测试环节有很多子项,其中一些还会涉及到前面提到的道路车辆综合续航测试和后面介绍的热管理系统实验。

在此前在实施的“冬季实验室”项目中,也有一次测试环节,电动汽车充满电后放在室外一晚上计算电量。但在Skyline的工程师眼中,低温环境下电池组的隔热性能更为重要。电池组绝缘测试也要求电池充满电,然后车辆也放置在室外低温环境中10小时以上,通过遍布车身的电池组和传感器监测实时温度变化。因为负责三电校准的工程师还是需要制作电池组的绝缘图,严格设置不同的环境温度节点,在测试这个环节的时候,半夜室外温度达到某个节点的时候,很难从暖床上爬起来。

据Sky Engineer称,ME7电池组的温度会降低1°C;在25℃的起始温度和平均-12℃-24℃的环境温度下,每25分钟一次。ME7的电池预热功能会在电池温度低至8°C-10°C时开启,每1.5分钟可增加1°C。以这样的性能,基本可以满足北方地区用户冬季的需求。

电池组的低温功率校准主要针对低温下电池活性的降低。如果整车的输出功率和常温下一样高,必然会造成电池组的损坏,甚至会导致车辆在行驶过程中因功率不足而平躺。本次标定工作是为了使车辆的输出功率与低温下电池的放电功率更加匹配,不会因需求过大而损坏电池。

在低温高充情况下,频繁的大电流制动能量回收也会对电池造成损伤,因此还需要针对低温环境对能量回收进行标定。

能源管理主要是分配和校准各个系统的电力。根据设计,Skyline ME7的电池会优先保证电池和低压电源组件的供电,防止出现类似电池没电无法启动车辆的情况。其次,热管理系统包括空调制系统和电池加热系统;然后是车辆的动力系统。ME7的VCU每5小时检查一次电池。一旦发现电池电压低于12V,就会通过变压器对电池进行高压充电。

在和负责三家电厂冬季校准的工程师沟通时,我也提出了天空ME7充电时间的问题。据介绍,Skyline ME7电池的温度在标准状态1C下充电,从0到80%的充电时间在40-48分钟之间,而在牙克石这样的低温环境下,则需要75分钟,其中25-30分钟预留给电池预热。

在最受关注的续航里程方面,Skyline工程师也很爽快:目前搭载77.7kWh电池的Skyline ME7的NEDC续航里程为500公里,而在牙克石测得的低温续航里程约为350公里。当然,这个数据并不是Skyline ME7的最终结果。在完成各种测试和校准后,仍有可能继续优化巡航范围。

热管理系统试验和底盘ESP系统试验

◆热管理系统测试:

如图所示,热管理系统的测试主要针对低温环境下电池加热、空调节、水泵、风机等功能和配置的测试和校准。我参加的是除霜测试。

在-18°C的环境温度下,工程师将水均匀地喷洒在前挡风玻璃和侧窗上,以确保窗户被水完全覆盖,因为室外温度远低于冰点,水滴会迅速结霜。然后在车内开启除霜模式空测试除霜效果。按照国家标准,除霜面积应在20分钟内达到前挡风玻璃A面积的80%,但在本次测试中,目前,

谈及空低温环境下调节供暖的实验,Skyline工程师表示:Skyline ME7供暖采用空能耗相对较高的燃气加热器,替代热泵系统。对于制热除霜效果,空出口风速、出口风温、出口风角设计都是非常关键的因素。Auto gear中空设置下的温度、风向、风量的调节也是实验的重点。如何在满足人体舒适度的前提下,使空设置最小化能耗是本次实验的主要目的。此外,空开关在低温环境下的温度设置也因车内不同区域而异。驾乘人员的头面部位置需要相对较低的温度,以保证精神状态清醒,不急躁,而脚部温度可以设置得更高。

测试期间,管理测试车辆停车后不能再次启动。经调查,电池没电了,但此时,电池组仍在充电。这突如其来的情况立刻引起了我的兴趣:之前,工程师描述Skyline ME7的VCU会定期检查电池。怎么会这样?会不会是一个新的错误就在我眼前?然而,我的猜测很快就被否定了。根据热管理实验工程师的说法,这种现象是由于负责三个动力系统的工程师没有对该试验车辆进行校准。

◆底盘ESP系统测试:

本次在牙克石进行的极寒测试中,Skyline ME7将主要对ABS防抱死制动系统、TCS牵引力控制系统、VDC车身动态稳定系统、ARP主动防侧倾系统进行测试校准。这四个系统是核心功能,将在此基础上进一步测试校准,包括HBA紧急制动辅助、HHC上坡辅助、HDC陡坡缓降、Auto-hold自动驻车、ACC自适应巡航、AEB自动紧急制动、APA全自动。

Skyline ME7搭载了博世最新的9.3高动态版ESP系统。博世负责该系统的主要校准,Skyline汽车工程师负责ESP性能的最终评估和验收。据了解,博世对该系统的校准收费相当昂贵。

和中国汽车研究院的试验场一样,博世的试验场管理也非常严格。除非测试场地完全包装好,否则严禁在里面拍照。首先,在各种车辆极限测试的现场拍照会有很高的测试安全风险,其他还在标定阶段的车辆也有保密要求。我们只能在远离场地的地方拍一张天空ME7的低附着力道路线性制动试验的照片。

在观察ESP测试的过程中,我也咨询了Skyline汽车工程师关于电动车ESP标定与传统燃油车的区别。工程师说:电动汽车的动力响应比传统燃油车快,所以ESP的动力控制精度更高,介入和协调速度更快。此外,由于电动汽车更加智能,并且所有电动汽车都有能量回收系统,因此ESP在校准和测试过程中需要与外部系统进行更多的交互。

●结论:

由于我刚刚亲自进行了一个冬季测试项目,对电动车在低温环境下的性能有很大的怀疑,所以参加ME7在天空中的极寒测试更有针对性。从目前的技术能力来看,可能还没有特别直接有效的措施来解决低温对电动汽车的负面影响,比如电池寿命降低、耗电快、充电慢等。但是,使用更大容量的电池组和更精确、更精准的三电系统标定,确实可以在一定程度上提升电动汽车的冬季性能,这体现在消费层面。每增加1公里续航里程,节省1分钟充电时间,将一点一点提升用户体验,潜移默化扭转电动车低温适应性差的口碑。对于电动汽车这种相对较新的技术产品,我们需要给予更多的开发时间和空。

让我们回到天空ME7。就在我去牙克石参加极寒测试的时候,另一批ME7测试车已经在江苏盐城开始了新一轮的耐久路试。据了解,该车所有标定工作将于3月份完成。相信量产版很快就会和消费者见面。四轮驱动车型也将在今年年底进行测试,并将于明年下半年亮相。个人很期待这款中型SUV。你呢?

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