一种越野工况下的乘用车动力总成冷却性能试验方法与流程

本发明属于汽车性能试验，具体的说是一种越野工况下的乘用车动力总成冷却性能试验方法。

背景技术：

1、随着国民生活水平的不断提升，用户对乘用车在越野工况下的使用需求也逐渐增强，无论是普通乘用车还是专业的越野车，在极限的越野路面上经常发生动力总成冷却系统超温、故障甚至失效。因此，制定出一种基于越野工况下的乘用车动力总成冷却性能试验方法，快速有效的验证其在极限越野路面上的动力总成冷却系统性能是否满足要求，很有必要，目前国内关于这方面的发明研究寥寥无几。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供了一种越野工况下的乘用车动力总成冷却性能试验方法，用于车企在整车环境模拟试验室中，验证采用强制循环液冷式的发动机、自动变速器、动力电池、dc/dc、驱动电机等部件的乘用车整车动力总成冷却性能。填补了各大车企在中国地区开发的乘用车在越野工况下的动力总成冷却性能室内试验方法的空白；该试验方法采用覆盖中国境内典型气候与道路等因素下的自然环境条件和用户使用的苛刻行驶工况，能够涵盖国内乘用车在越野工况下用户使用的最大热负荷状态，保证了乘用车在越野工况下的整车开发质量。同时该方法在整车环境模拟试验室内进行，降低了试验风险，节约了研发成本，保证无论任何时间、任何天气都可以进行验证，有效地缩短了试验周期。

2、本发明技术方案如下，一种越野工况下的乘用车动力总成冷却性能试验方法，包括以下步骤：

3、s1试验车辆整备；

4、s2用户工况数据采集；

5、s3数据分析，环境模拟试验室工况转化；

6、s4环境模拟试验室工况验证；

7、s5确认试验工况。

8、进一步的，步骤s1具体为，在乘用车进气格栅处、发动机进/出水管水流中心处、自动变速器出油管中心处、中冷器进/出气管中心处和发动机机油尺管道最深处分别布置温度传感器用于测量环境温度，发动机进/出水温度，自动变速器油温，中冷器进/出气温度和发动机机油温度；

9、在车辆驾驶室地板正中心处同时布置加速度传感器和坡度传感器测量车辆行驶时的加速度和道路坡度；

10、将以上传感器连接在测试模块上,在动力can上测量发动机转速、发动机扭矩、车速；将测试模块和动力can信息同步集成在软件上，能够实时测量和存储以上数据。

11、进一步的，步骤s2具体为，将乘用车在70°坡、v型沟、交叉轴、岩石路、瓜米石路、沙地、台阶路、岩石坡道路、泥水路和卵石路路况下，连续行驶5分钟，当发动机水温或自动变速器油温达到平衡状态，结束路况采集，试验过程中记录步骤s1中全部数据。

12、进一步的，所述平衡状态为，在连续两分钟内温差变化值≤2℃，或温差呈现周期性波动其波峰变化值≤2℃。

13、进一步的，步骤s3具体为：

14、s301确认核心参数温度tt，根据得到发动机出水温度最大时刻的值teo和自动变速器油温最大时刻的值to；从车型开发项目获得已设计的发动机水温限值twl和自动变速器油温限值tol；

15、若twl-teo<tol-to，则tt＝teo；

16、若twl-teo>tol-to，则tt＝to；

17、若twl-teo＝tol-to，则比较twl和tol大小，限值小者所对应的测量值为tt；

18、s302将步骤s301确认的核心参数温度所对应时刻前后10秒内的所有测量参数分别取平均值，即环境温度tc，发动机进水温度twi，发动机出水温度two，自动变速器油温tg，发动机机油温度te，中冷器进气温度ti，中冷器出气温度t0，发动机转速n，发动机扭矩t1，车速v，加速度a和行驶路面坡度i。

19、进一步的，采集用户工况期间当发动机或自动变速器达到热平衡状态行驶时车辆驱动力和行驶阻力关系如公式(1)：

20、

21、式中：

22、t1——发动机扭矩，单位为牛顿(nm)；

23、n——发动机转速，单位转/分钟(r/min)；

24、v——汽车行驶速度，单位为千米每小时(km/h)；

25、f——滚动阻力系数(无量纲值)；

26、m——整车质量，单位为千克(kg)；

27、g——重力加速度，单位为米每二次方秒(m/s2),取9.8066m/s2。

28、a——车辆加速度，单位为米每二次方秒(m/s2)。

29、cd——空气阻力系数(无量纲值)；

30、ρ——空气密度，单位为千克每立方米(kg/m3),试验室取1.093kg/m3；

31、a——车辆迎风面积，单位为平方米(m2)；

32、i——道路坡度，单位％；

33、车辆在底盘测功机上行驶时，滚动助力、加速阻力、坡度阻力和风阻均由测功机电机和车辆轮胎之间的阻力提供，依据试验经验，底盘测功机上的车辆目标阻力设定摩擦阻力系数和风阻系数，如公式(2)：

34、

35、f——底盘测功机车辆目标阻力，单位为牛顿(n)；

36、f1——底盘测功机摩擦阻力系数(无量纲值)；

37、为了使车辆在环境模拟试验室内保持用户在道路行驶时环境温度、车速的同时，车辆的整车驱动力、发动机转速、热负荷也与道路运行期间一致,将用户在道路上的行驶阻力转化为环境模拟试验室内的底盘测功机阻力时，由公式(1)中的道路风阻可以通过设定公式(2)风阻系数来确定，由公式(1)中的道路滚动阻力、加速阻力、坡度阻力均可以通过设定公式(2)中底盘测功机的摩擦阻力系数体现出来,由此可知底盘测功机目标摩擦阻力系数的关系，如公式(3)：

38、

39、进一步的，步骤s4具体为：

40、s401将底盘测功机目标摩擦阻力系数fc，整车质量m、空气阻力系数cd、车辆迎风面积a和空气密度ρ输入到测功机控制界面，然后把试验车固定在环境模拟试验室内，环境温度设定为步骤s302中环境温度tc，将车辆静置在试验室内6小时以上；

41、s402设定试验车速为步骤s302中的车速v，进行等速行驶，直到车辆核心参数温度达到热平衡状态，停止本次试验，定义此时热平衡状态的核心参数温度为tw；

42、s403将步骤s402中tw与步骤s301中目标核心参数温度tt比较，若tw≤tt，则将目标摩擦阻力系数fc增大0.005，重复步骤s402；若tw＞tt，则将将目标摩擦阻力系数fc减小0.005，重复步骤s402，直至得到最小目标摩擦阻力系数，且tw＞tt，此时的目标摩擦阻力系数为环境模拟试验工况验证所需的底盘测功机摩擦阻力系数fcd。

43、进一步的，步骤s5具体为，计算出步骤s4中选择出底盘测功机摩擦阻力系数fcd时，当次试验核心参数温度平衡时的整车动力总成冷却性能特征参数的值,分别为发动机进水温度twi1，发动机出水温度two1，自动变速器油温tg1，发动机机油温度te1，中冷器进气温度ti1和中冷器出气温度t01；与步骤s302中的结果进行比较，比较条件为：twi1≥twi，two1≥two，tg1≥tg，te1≥te，ti1≥ti，t01≥t0。

44、进一步的，比较条件满足4项后，制定乘用车越野工况下的冷却系统性能试验考核工况，设定环境温度为tc，等速行驶车速为v，底盘测功机摩擦阻力系数为fcd，车辆阻力设定为：

45、本发明的有益效果为：

46、本发明采用覆盖中国境内典型气候与道路等因素下的自然环境条件和用户使用的苛刻行驶工况，能够涵盖国内乘用车在越野工况下用户使用的最大热负荷状态，保证了乘用车在越野工况下的整车开发质量。同时该方法在整车环境模拟试验室内进行，降低了试验风险，节约了研发成本，保证无论任何时间、任何天气都可以进行验证，有效地缩短了试验周期。