解碼“新質(zhì)熱管理”| 平臺化整車熱系統(tǒng)控制策略開發(fā)技術(shù)
時間：2024-05-17
編者按：高質(zhì)量發(fā)展是新時代的硬道理，在習近平總書記“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求和重要著力點”的時代強音中，中汽中心迎來“新質(zhì)創(chuàng)效年”，即錨定高質(zhì)量發(fā)展方向，堅定做到創(chuàng)效促質(zhì)。那么，整車熱管理系統(tǒng)的控制策略開發(fā)如何實現(xiàn)“新質(zhì)創(chuàng)效”呢？本期解碼“新質(zhì)熱管理”專題，為您解答。
平臺化整車熱系統(tǒng)控制策略開發(fā)技術(shù)
隨著新能源汽車的發(fā)展，熱系統(tǒng)在整車成本中的占比明顯增加，對整車高低溫能耗的影響占比最大，對新能源車的節(jié)能貢獻越來越明顯，這使得熱系統(tǒng)顯得越來越重要，并逐漸發(fā)展成為一個相對獨立領域。因整車不同的車型配置和應用場景，熱系統(tǒng)會以各種各樣的形式組成不同的熱管理架構(gòu)，但熱系統(tǒng)控制，一直是熱系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵核心，同時也是整車能量管理策略開發(fā)的重要方向之一。
汽車熱系統(tǒng)概念圖
目前，各家企業(yè)多將整車熱系統(tǒng)控制策略開發(fā)進行平臺化，最大限度地復用策略開發(fā)的軟硬件資源和接口，提高開發(fā)效率，降低開發(fā)成本，成為了必然趨勢。
中汽中心工程院風洞中心憑借多年整車熱管理系統(tǒng)的控制策略開發(fā)經(jīng)驗，建立了平臺化整車熱系統(tǒng)控制策略開發(fā)能力，為整車及熱系統(tǒng)零部件企業(yè)提供整車熱系統(tǒng)的控制策略仿真開發(fā)、控制策略快速控制原型及控制器硬件在環(huán)測試驗證等，通過平臺化的開發(fā)方式，助力企業(yè)快速高效實現(xiàn)熱系統(tǒng)控制策略的自主開發(fā)。
1、熱系統(tǒng)控制策略對標測試分析
針對不同車型和熱管理架構(gòu)系統(tǒng)，建立熱系統(tǒng)控制策略解析流程，定制化制定策略解析工況。目前團隊具備了對各熱系統(tǒng)部件控制通信的CAN、LIN解析能力，同時可讀取原車熱系統(tǒng)的CAN、LIN報文并進行解析的能力，通過整車布置全性能數(shù)據(jù)測試的傳感器，可實現(xiàn)對熱系統(tǒng)控制策略更為全面詳細的解析。
基于熱管理系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)自動化分析工具，可快速實現(xiàn)競品車之間熱系統(tǒng)性能對比，為熱系統(tǒng)性能和控制策略優(yōu)化提供依據(jù)和方向。同時，還可清晰梳理出熱系統(tǒng)的能耗情況，并羅列出各部件的詳細能耗，快速鎖定高能耗關(guān)鍵部件，方便以基于降能耗為目標的控制策略優(yōu)化。
2、控制策略快速控制原型（RCP）開發(fā)平臺
快速控制原型是一種實現(xiàn)控制策略快速開發(fā)的半實物仿真技術(shù)。把控制策略編譯到原型控制器中，通過I/O接口將原型控制器與實物熱系統(tǒng)實現(xiàn)控制信號和狀態(tài)信號的交互。在沒有車載級的熱系統(tǒng)控制器時，采用快速控制原型的方式，可實現(xiàn)對控制策略的快速驗證、標定，同時可對實物熱管理系統(tǒng)進行功能和性能驗證。該平臺可實現(xiàn)如下功能：
控制策略的快速驗證：將控制策略編譯成代碼后植入到快速控制原型中，通過控制實物熱系統(tǒng)所處的環(huán)境和運行參數(shù)，以及設置空調(diào)控制面板參數(shù)，來驗證控制策略的功能實現(xiàn)和策略執(zhí)行。該開發(fā)平臺配置了豐富的熱系統(tǒng)傳感器采集通道和策略執(zhí)行監(jiān)控界面，便于實時觀察和記錄控制策略的實際執(zhí)行情況。
控制策略快速標定：控制策略可基于simulink、C、C++平臺開發(fā)，支持反復修改、模塊化復用和封裝，對控制策略里的標定參數(shù)進行直接修改，或可以通過標定界面對標定參數(shù)修正，實現(xiàn)對控制策略的反復標定。該平臺的底層驅(qū)動進行了模塊化封裝，形成豐富的驅(qū)動庫，不同架構(gòu)和功能的控制策略可在平臺上運行時，只需更換驅(qū)動模塊，便可以直接運行和標定。
熱系統(tǒng)零部件標定：該快速控制原型平臺配置了豐富的I/O接口和驅(qū)動模塊，采集模塊可采集壓力、溫度、濕度、CO2濃度、風門位置等各類熱系統(tǒng)狀態(tài)信號，控制信號輸出模塊支持電壓、PWM等電信號和各類電機驅(qū)動部件驅(qū)動信號的輸出。通過快速控制原型平臺可實現(xiàn)對熱管理系統(tǒng)的任一信號采集零部件和執(zhí)行零部件進行標定。
熱系統(tǒng)及零部件性能開發(fā)和匹配：該快速控制原型平臺搭建了靈活的實物熱系統(tǒng)臺架，配置多種通用的空調(diào)回路和水回路接口，可快速實現(xiàn)多種功能組合的熱系統(tǒng)構(gòu)型開發(fā)。同時該平臺安裝了豐富的熱系統(tǒng)傳感器和測試數(shù)據(jù)采集模塊，可對熱系統(tǒng)實物臺架進行系統(tǒng)級和零部件級的性能測試。
風洞中心能量管理團隊一直在致力于整車熱管理系統(tǒng)控制策略開發(fā)和優(yōu)化，持續(xù)深入研究平臺化的控制策略開發(fā)技術(shù)，幫助企業(yè)建立熱管理系統(tǒng)設計仿真、策略快速原型及硬件在環(huán)驗證、整車測試分析的一站式熱管理性能開發(fā)及優(yōu)化的解決方案和能力，針對熱管理系統(tǒng)開發(fā)全鏈條中對標、仿真、原型、標定、測試、分析等環(huán)節(jié)為行業(yè)提供技術(shù)服務。