精准采集整车信号：风丘混合动力汽车工况测试

一

背景

混合动力汽车是介于纯电动汽车与燃油汽车两者之间的一种新能源汽车。它既包含纯电动汽车无污染、启动快的优势，又拥有燃油车续航便捷、不受电池容量限制的特点。在当前环境下，混合动力汽车比纯电动汽车更符合目前的市场需求。

然而，由于混合动力汽车的结构复杂，在道路实验中经常出现整车驱动的实际工况与预期不符的情况，导致车辆动力不足或能源损耗过大问题。

二

挑战

对于混合动力汽车来说，测试的重点、难点是如何在实际道路测试中实现复杂的控制系统的设计和算法优化，以确保在不同工作模式下，汽车性能和效率达到更佳状态。其中，如何准确且稳定地采集到整车所有控制单元以及各系统的物理信号成了工程师关注的重中之重。

三

需求

当前混合动力汽车主要分为三大类：串联式、并联式、混联式。

串联式：主要是通过燃油发动机驱动发电机产生电能，供给动力电池电能。优点是能够使发动机始终保持良好工作状态；缺点是效率较低，需要两次能量转换。常用于重型卡车。

（图1 串联式混合动力汽车结构图）

并联式：并联式是两套驱动系统，发动机和电动机同时存在，两套驱动系统可同时工作或单一驱动。优点是发动机和电动机的能量直接作为驱动源，提升了做功效率；缺点是动力电池容量小，电动机和发动机共同驱动的时间较短。发动机在市区路段无法始终保持高功率运转，油耗会增大。

（图2 并联式混合动力汽车结构图）

混联式：结合了串联式和并联式的优点，在低速行驶时，主要以串联式方式进行工作，而在高速行驶时，主要以并联式方式进行工作，可通过行星齿轮或差速器同时使用发动机和电动机作为动力源，支持在发动机在驱动的同时给动力电池充电。缺点是价格较高，结构复杂，保养费用高。

（图3 并联式混合动力汽车结构图）

其中，串联式结构又叫增程式汽车；并联式或混联式应用于插电式汽车。在三种结构中，并联式与混联式的应用更为广泛，工作模式也更为复杂。

并联式和混联式的测试模式包括：纯电模式、混合驱动模式、发动机驱动模式、额定功率模式、中高功率模式、峰值功率模式等，以及能量回收模式等特殊工作模式。

风丘科技携手IPETRONIK提供坚固高性能的数据记录仪及数据采集模块，可完整测量各种恶劣环境下各种模式的工况数据。

混合动力汽车工况耐久试验需要采集动力系统的油耗以及排放，动力电池的输入输出，冷却系统的压力、流量、风速、风扇转速等物理量。实际道路工况测试还需要记录整车加速度、爬坡的倾斜度、GPS坐标等。

下图为测试点的简单说明：

（图4 测试点说明图）

四

方案

IPE853作为IPETRONIK一大优秀数据记录仪，它能满足所有数据记录的要求，支持CAN/CAN FD/LIN/Flexray等总线信号采集以及车载以太网100/1000BASE-T1采集，可读取车辆各ECU总线信号，集成GPS 传感器可以记录车辆行驶轨迹，支持将数据进行远程实时传输。使用IPEmotion软件配置完成后，数据记录仪可自行进行数据在线计算、运行脚本等功能。

混合动力汽车测试设备框图如下。IPE853可适配IPETRONIK的数据采集模块采集动力电池的输入输出电压电流，冷却回路的压力流量温度......