48V与能量回收系统开发中的负载谱采集与分析

1.应用难点

“麻雀虽小，五脏俱全”，48V系统涉及整车powertrain和powernet子系统，包括混合动力三大部件 (电机,电池, DCDC)，皮带轮系系统，混合动力控制策略以及整车其他子系统等。

如此多的部件和子系统工作特性不同，车辆应用的风险点也有不同，如果我们盲目地进行负载谱测试，测试工作和数据量将会出现”维度灾难”。为此，我们需要深入理解各个子系统和部件，比如电机关注扭矩和振动，电池关注电流和温度，皮带关注打滑和噪声等，在此基础上有效制定完善的测试和分析计划。

2.负载谱采集

联合电子根据附近道路交通的实际情况，定义浦东RDE循环，覆盖城市路、高架路和乡村路等各类常见路况, 全程约33km。

为了得到高质量的负载谱数据，联合电子基于48V演示车做了相关改造，并安装了众多测试测量设备，包括电流电压传感器，温度传感器，转速扭矩传感器以及数据采集设备等。各个采集设备以不同速率采集48V系统和部件关键变量，巨大的数据量背后承载着重要的信息量为了得到高质量的负载谱数据，联合电子基于48V演示车做了相关改造，并安装了众多测试测量设备, 包括电流电压传感器，温度传感器，转速扭矩传感器以及数据采集设备等。各个采集设备以不同速率采集48V系统和部件关键变量，巨大的数据量背后承载着重要的信息量。

3.负载谱数据分析

测试完成后，会带来48V系统和子部件的海量测量数据，这些数据在经过一套高效的批量数据分析和可视化软件处理后，将会呈现给我们不同维度下关键信息。以下是几个例子：

a) 系统工况分布，主要包括：车速分布、加速踏板分布、制动踏板分布、滑行持续时间等。

图例为加速踏板和加速度分布的统计图，根据这些信息，系统可以参考最优调整驱动时的踏板和制动能量回收策略，兼顾经济性和驾驶性。

b) 零部件工况分布，主要涉及48V电机，电池和DC/DC的工作特性。

图例为电机和DCDC某段工况下的的实际功率分布，这些信息(6000-1000rpm，5s@5-8kW的电机核心工作段，0-1s@700-900W的DCDC核心工作段)可以更好地帮助电机和DCDC调整开发策略，制定更适合的寿命耐久load profile。

c) 系统能量流，包括Powertrain子系统能量流和Powernet子系统能量流。

能量流分析会告诉我们能量的流向和具体分布数值，能指导我们更好地调整能量回收和扭矩分布策略，同时有助于系统能量优化的关键路径识别，比如某些部件特性。

此外，通过对载荷谱的采集和分析，还可以对部件的热性能，振动以及部件失效风险和寿命进行评估，为混动系统控制策略和零部件的设计改进提供依据。