CN113029626B

CN113029626B - 纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法

Info

Publication number: CN113029626B
Application number: CN202110331504.1A
Authority: CN
Inventors: 孟洁; 喻杨; 支新亮; 周波; 许雪峰
Original assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Current assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2021-03-29
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2041-03-29
Also published as: CN113029626A

Abstract

本发明提供了一种纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，涉及汽车整车台架技术领域，包括：首先将试验车辆设置于环境模拟舱或者环境风洞内的底盘测功机上，然后通过设置在试验车辆上的多个传感器与数据采集设备获取试验车辆不同工况状态下的数据信息，分析空调最大制冷效果的试验方法，进而对测试试验初始动力电池的温度进行规定，保证每次测试试验验证结果的一致性与准确度，从而达到验证最大制冷能力的目的。提升了乘员舱内空调舒适性，还大幅度提升了动力电池的可靠性及安全性，对纯电动车空调及热管理系统的设计开发与优化具有重大意义。

Description

纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法

技术领域

本发明涉及汽车整车台架技术领域，具体涉及一种纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法。

背景技术

纯电动汽车的动力总成主要零部件有动力电池、电机、减速器及充电机等，其中，部分动力电池需要设计冷却系统对其进行冷却。目前对动力电池的冷却方式有很多种，比如风冷式、间接水冷式与直接水冷式。其中最为常见的是间接水冷式，其主要原理为：在空调系统中增加电池冷却器，通过电池冷却器进行制冷剂与防冻液的热交换，降低防冻液温度，再通过防冻液流经电池包散热流道，对电池包进行降温。故搭载此类冷却系统的纯电动车，其空调系统的功能分两部分：一部分对乘员舱进行制冷，满足夏季乘客的舒适性需求；另一部分对动力电池进行散热，不仅可以确保动力电池的安全性，防止其因过热而产生的热失效、燃烧、爆炸等问题，还可以提升动力电池的使用寿命，使动力电池维持在最佳充放电温度范围内。但是在夏季，当动力电池冷却系统开启后，必然会影响乘员舱的降温效果，若司机及乘客可以明显感知此变化，会增加其抱怨度。

由于纯电动车的空调制冷性能台架的试验方法无法完全借用传统车型的试验方法，且纯电动车的电池冷却系统有开启条件，电池温度达到某个温度点时，电池冷却系统才会开始工作；而传统车型进行空调制冷性能台架试验时，并未考虑电池温度，未对试验初始时的电池温度做出要求，导致纯电动车在借用传统车型试验方法时，在试验过程中，可能存在电池冷却未达到开启条件，空调系统只需对乘员舱降温的情况，未能对空调系统的最大制冷能力进行验证，从而导致考核力度降低，未达到验证效果。而且未对动力电池初始温度进行规定，试验结果会受自然环境的影响较大，例如夏季与冬季，电池初始温度差异较大导致空调试验结果不同。在夏季，因动力电池初始温度较高，试验过程中电池冷却可能会达到开启条件，空调系统的部分制冷量用于动力电池降温，乘员舱的制冷能力下降，降温效果变差；而在冬季，动力电池初始温度较低，试验过程中电池温度可能都无法达到高温甚至常温，空调系统仅用于乘员舱降温。

因此，有必要开发一种纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，用于解决传统车型整车试验台架测试的试验对象选择性小、且试验的重复度与精度均不高的问题。

本发明提供了一种纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，包括如下步骤：

步骤1，将试验车辆设置在环境模拟舱或环境风洞内的底盘测功机上进行多种类型的工况测试，所述工况测试的类型包括放电工况、快充工况、预处理爬坡工况、升温工况、中速工况、高速工况以及怠速工况，所述环境模拟舱或所述环境风洞用于模拟不同地区的试验环境，可设定的所述试验环境包括温度、湿度、光照强度以及风速；

步骤2,对所述试验车辆的动力电池、水箱、胎压、空调系统以及整车控制系统进行故障排除；

步骤3，测量所述试验车辆的呼吸口位置温度、出风口位置温度，压缩机排气压力、压缩机吸气压力与冷却风扇电压，同时监测试验车辆的电池温度信号、压缩式转速信号以及蒸发器表面温度信号；

步骤4，进行最高车速放电处理，直至电量放至第一预设百分比值；

步骤5，当试验车辆的电量放至所述第一预设百分比值后，进行快充充电处理，并在充电量达到第二预设百分比值后，进入预处理阶段，同时在所述预处理阶段连接数据采集设备，并以预设时间值的采集频率进行多种数据信息记录；

步骤6，对试验车辆作升温处理，并在试验车辆处于下电状态，关闭所有门窗，直至监测到呼吸口的平均温度达到第一预设温度值；

步骤7，当监测到呼吸口的平均温度达到所述第一预设温度值后，驾驶员进入车内关闭所有门窗，同时将空调开启并调至预设模式，分别在中速工况、高速工况以及怠速工况对试验车辆的多种数据信息进行监测并记录。

进一步地，所述步骤5中的预处理阶段包括如下步骤：

步骤501，当试验车辆固定在环境模拟舱内的底盘测功机后，调用试验车辆满载滑行曲线，并采用道路模拟模式；

步骤502，设定预处理阶段底盘测功机上的试验环境，其中，可设定的所述试验环境包括环境温度、环境相对湿度、环境日照强度以及车道坡度；

步骤503，通过底盘测功机模拟试验车辆在道路上进行多种路况下的行驶，并通过传感器获取相应数据；

步骤504，基于获取到的所述相应数据，分析试验车辆空调系统的工作状态及空调的最大制冷效果。

进一步地，所述步骤2中对所述试验车辆进行故障排除的具体步骤包括：

步骤S201，检查所述试验车辆的空调系统工作是否正常，同时查看水箱是否注满冷却液，是否有存在泄漏或气阻的情况；

步骤S202，检查整车控制系统是否有故障，同时检查动力电池是否有漏液痕迹、是否有撞击痕迹；

步骤S203，检查高低压线路是否有破损；

步骤S204，检查轮胎气压是否符合相应的胎压要求，同时监测CAN信号，确保采集数据并记录。

进一步地，所述步骤3中具体步骤包括：

步骤S301，使用温度传感器测量试验车辆多个进出口温度，包括电池进水口温度、电池出水口温度、左出风口空气温度、中左出风口空气温度、中右出风口空气温度、右出风口空气温度、前主驾呼吸口位置温度、前主驾呼吸口位置温度、前副驾呼吸口位置温度、前副驾呼吸口位置温度、后排左侧呼吸口位置温度、后排左侧呼吸口位置温度、后排中间呼吸口位置温度、后排中间呼吸口位置温度、后排右侧呼吸口位置温度和后排右侧呼吸口位置温度；

步骤S302，使用压力传感器从空调系统加注口处测量压缩机排气压力和压缩机吸气压力，用以监控空调系统工作状态是否正常；

步骤S303，使用温度传感器从电池进出冷却液水管内测量电池冷却液的温度，用于监控电池冷却器是否开启及电池冷却效果；

步骤S304，使用温度传感器从电池进出冷却液水管内测量电池冷却液的温度，用于监控电池冷却器是否开启及电池冷却效果；

步骤S305，测量冷却风扇电压；

步骤S306，使用数据采集设备监测电池温度信号、压缩机转速信息、蒸发器表面温度信号。

进一步地，所述步骤7中的预设模式包括最冷模式、吹面模式、内循环模式以及最大风量模式。

进一步地，所述步骤7中的多种数据信息包括电池温度、压缩机进排气压力、电池冷却液温度、压缩机转速、电量以及车速。

进一步地，所述第一预设百分比值设置在0%-30%之间。

进一步地，所述第二预设百分比值设置在80%-90%之间。

进一步地，所述第一预设温度值设置在58℃-60℃之间。

本发明带来了以下有益效果：

本发明所述的一种纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，需要将试验车辆设置于有高温环境模拟舱或者环境风洞内，通过设置试验车辆上的多个传感器与数据采集设备获取试验车辆不同工况状态下的数据信息，分析空调最大制冷效果的试验方法，进而通过对试验初始时动力电池的温度进行规定，保证每次测试试验验证结果的一致性与准确度，从而达到验证最大制冷能力的目的。同时纯电动汽车的空调制冷性能台架试验不仅提升了乘员舱内空调舒适性，还大幅度提升了动力电池的可靠性及安全性，对纯电动车空调及热管理系统的设计开发与优化具有重大意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例提供的一种纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法的流程图；

图2为本实施例提供的多个呼吸口位置温度的布置方式示意图；

图3为本实施例提供的试验车辆分别在中速、高速以及怠速工况下测试实验获得的数据列表图。

具体实施方式

如图1所示，一种纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，包括如下步骤：

步骤1，将试验车辆设置在环境模拟舱或环境风洞内的底盘测功机上进行多种类型的工况测试，所述工况测试的类型包括放电工况、快充工况、预处理爬坡工况、升温工况、中速工况、高速工况以及怠速工况，所述环境模拟舱或所述环境风洞用于模拟不同地区的试验环境，可设定的所述试验环境包括温度、湿度、光照强度以及风速。需要说明的是，将温度调至40℃、湿度调至50%、光照强度调至1000W/m2，风速调至100km/h，是试验车辆进行工况测试最佳的测试条件。

步骤2，对试验车辆的零部件进行故障排除，所述零部件包括动力电池、水箱、胎压、数据采集设备、空调系统以及整车控制系统。即通过检查试验车辆的空调系统运转是否正常，水箱是否注满冷却液、是否有泄漏或气阻的情况，还通过检查高低压线路是否有破损，以及检查轮胎气压是否符合相应的胎压要求，同时通过检查CAN信号确保后面步骤顺利采集数据并记录。

步骤3，通过设置的多个传感器测量所述试验车辆的进出口温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、电池冷却液的温度以及冷却风扇电压，同时监测试验车辆的电池温度信号、压缩式转速信号以及蒸发器表面温度信号。

具体地，包括步骤S301，通过使用温度传感器测量试验车辆多个进出口温度，包括电池进水口温度、电池出水口温度、左出风口空气温度、中左出风口空气温度、中右出风口空气温度、右出风口空气温度、前主驾呼吸口位置温度、前主驾呼吸口位置温度、前副驾呼吸口位置温度、前副驾呼吸口位置温度、后排左侧呼吸口位置温度、后排左侧呼吸口位置温度、后排中间呼吸口位置温度、后排中间呼吸口位置温度、后排右侧呼吸口位置温度以及后排右侧呼吸口位置温度。其中，部分呼吸口位置温度测温点的布置方式如图2所示，如位于座椅正前方250mm的测温点，或者是位于座椅左右两侧100mm的测温点。从空调吹面出风口（包括左出风口空气温度、中左出风口空气温度、中右出风口空气温度、右出风口空气温度）深入20-30mm处测量空气温度，用于监测蒸发器出风口温度；从驾驶员与乘客呼吸口位置处（包括前主驾呼吸口位置温度、前主驾呼吸口位置温度、前副驾呼吸口位置温度、前副驾呼吸口位置温度、后排左侧呼吸口位置温度、后排左侧呼吸口位置温度、后排中间呼吸口位置温度、后排中间呼吸口位置温度、后排右侧呼吸口位置温度以及后排右侧呼吸口位置温度）测量空气温度，用于计算与评价空调制冷效果。步骤S302，使用压力传感器从空调系统加注口处测量压缩机排气压力和压缩机吸气压力，用以监控空调系统工作状态是否正常。步骤S303，使用温度传感器从电池进出冷却液水管内测量电池冷却液的温度，用于监控电池冷却器是否开启及电池冷却效果。步骤S303，使用温度传感器从电池进出冷却液水管内测量电池冷却液的温度，用于监控电池冷却器是否开启及电池冷却效果；步骤S304，使用温度传感器从电池进出冷却液水管内测量电池冷却液的温度，用于监控电池冷却器是否开启及电池冷却效果。步骤S305，测量冷却风扇电压；步骤S306，使用数据采集设备监测电池温度信号、压缩机转速信号、蒸发器表面温度信号。通过以上这些数据分析空调系统的工作状态及计算空调的最大制冷效果。

步骤4，将试验车辆设置在环境模拟舱或环境风洞内的底盘测功机上进行最高车速放电处理，直至电量放至第一预设百分比值。

具体地，当试验车辆固定在环境模拟舱内的底盘测功机上时，进行最高车速的放电工况处理，直至电量放至第一预设百分比值。其中，所述第一预设百分比值的范围通常设置在0%-30%之间，具体第一预设百分比值为10%。需要说明的是，若检测到待测试验车辆的原始电量低于30%时，则取消放电工况的处理。

步骤5，当试验车辆的电量放至所述第一预设百分比值10%后，进行快充充电处理，并在充电量达到第二预设百分比值后，进入预处理阶段。其中，所述第二预设百分比值的范围通常设置在80%-90%之间，具体第二预设百分比值为90%，并在预处理过程中连接数据采集设备，并以预设时间值大约1秒的采集频率进行多种数据信息记录。

在本实施例中，当试验车辆的电量放至10%后，便进行快速充电，直至电池电量充至90%，若环境模拟舱内自带快速充电桩，直接在舱内进行充电，若环境模拟舱内无法充电，则采取舱外充电的方式，同时对舱内的环境温度与湿度也有所要求，需要将舱内温度恒温保持在38℃，舱内相对湿度保持在50%。并且充电结束时间与再次进场时间间隔不能短于20分钟。当试验车辆进入预处理阶段后，将环境温度设为38摄氏度，环境相对湿度设为50%，环境日照强度设为1000W/m^2,,加载6%的坡度阻力，并使试验车辆以100km/h车速运行，同时调用试验车辆满载滑行曲线，并采用道路模拟模式。若试验试验车辆车速无法达到100km/h时，则其试验车辆自身能够达到的最高车速运行，同时关闭所有门窗，空调设为开启状态、并以吹面模式、最大风量模式、内循环风量模式以及最冷风量模式对从试验车辆进行多种数据信息记录，直至电池温度达到38摄氏度或者电池冷却开启温度后，关闭空调，再采用外循环最大风量对空调进行预热，直至风口的平均温度在达到38摄氏度后，结束预处理阶段的工况处理，然后进入步骤5。

步骤6，对试验车辆作升温处理，并在试验车辆处于下电状态，关闭所有门窗，直至监测到呼吸口的平均温度达到第一预设温度值。其中，所述第一预设温度值的范围通常设置在58℃-60℃之间，具体第一预设温度值为60℃，进入步骤7。

步骤7，当监测到呼吸口的平均温度达到第一预设温度值60℃后，驾驶员进入车内关闭所有门窗，同时将空调开启并调至预设模式。其中，所述预设模式包括吹面模式、最大风量模式、内循环模式以及最冷模式。并同时在在中速工况、高速工况以及怠速工况对试验车辆的多种数据信息进行监测并记录。

需要说明的是，为了便于数据管理，记录数据的方式同样是以大约1秒的采集频率进行多种数据信息记录。其中需要重点关注并记录的数据包括电池温度、压缩机进排气压力、电池冷却液温度、各风口空气温度、各呼吸口温度及其平均温度、风扇的运转情况、压缩机转速、电量、车速等数据信息，具体数据表格如图3所示。图表中展现了当试验车辆在中速工况下，保持50km/h的车速行驶30分钟时，得到相应工况下的数据。同时，为了保持数据的多样化，试验车辆改为在高速工况下，保持100km/h的车速行驶30分钟时，得到相应工况下的数据。最后试验车辆在怠速工况下，持续运行30分钟，得到相应工况下的数据，通过整合不同工况下记录的数据，观察试验车辆空调制冷效果。在记录试验中电池冷却开启情况，着重关注电池冷却开启后，乘员舱内风口温度及呼吸口位置温度的变化。

通过本试验测试不仅可以测试乘员舱的最大制冷效果及电池冷却的降温性能，还可以评估电池冷却开启对乘员舱舒适性的影响大小，利于优化乘员舱制冷与电池冷却之间的比例分配，提升了纯电动车热管理系统的开发与优化，解决了传统车型整车试验台架测试的试验对象选择性小与精确度不高的问题。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

Claims

1.一种纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤2,对所述试验车辆的动力电池、水箱、胎压、数据采集设备、空调系统以及整车控制系统进行故障排除；

步骤3，测量所述试验车辆的进出口温度、压缩机排气压力、压缩机吸气压力、电池冷却液的温度以及冷却风扇电压，同时监测试验车辆的电池温度信号、压缩式转速信号以及蒸发器表面温度信号；

步骤7，当监测到呼吸口的平均温度达到所述第一预设温度值后，驾驶员进入车内关闭所有门窗，同时将空调开启并调至预设模式，分别在中速工况、高速工况以及怠速工况对试验车辆的多种数据信息进行监测并记录；

其中，所述步骤5中的预处理阶段包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，其特征在于，所述步骤2中对所述试验车辆进行故障排除的具体步骤包括：

步骤S203，检查高低压线路是否有破损；

3.根据权利要求1或2所述的纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，其特征在于，所述步骤3中具体步骤包括：

步骤S305，测量冷却风扇电压；

4.根据权利要求3所述的纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，其特征在于，所述步骤7中的预设模式包括最冷模式、吹面模式、内循环模式以及最大风量模式。

5.根据权利要求4所述的纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，其特征在于，所述步骤7中的多种数据信息包括电池温度、压缩机进排气压力、电池冷却液温度、压缩机转速、电量以及车速。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，其特征在于，所述第一预设百分比值设置在0%-30%之间。

7.根据权利要求6所述的纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，其特征在于，所述第二预设百分比值设置在80%-90%之间。

8.根据权利要求1或2或4或5或7所述的纯电动汽车空调制冷性能台架的测试方法，其特征在于，所述第一预设温度值设置在58℃-60℃之间。