在動力總成性能驗證領域，當前行業普遍采用分散式單體臺架測試與整車迭代驗證相結合的作業模式。但獨立模塊的逐項驗證不僅需要配置多套專用臺架及整車資源，導致設備投入與場地成本居高不下；更關鍵的是割裂了動力總成各子系統間的動態耦合關系，難以實現NVH、熱管理、傳動效率等關鍵性能的協同優化。此外，臺架工況與真實道路環境存在的顯著偏差，往往導致實驗室數據與實車表現產生系統性誤差，迫使企業投入大量時間進行重復驗證。
近日，中汽中心工程院智能聲振開發團隊開發出了基于臺架的動力總成多性能聯調解決方案。該方案將臺架信號、測試信號與HIL系統相連，集成動力總成在整車域運動性能的模擬測試，并在臺架上實現實時的扭矩響應，使臺架運行環境更貼合整車實際運行工況；能夠實現動力總成多性能聯調實時標定；能夠兼容企業現有NVH、熱管理、傳動效率等研發流程，將整車綜合驗證周期縮短2-3個月，為動力總成的多屬性聯合開發提供全新、高效的解決方案。
- 臺架搭建
圖 1 硬件在環HIL臺架的搭建
在傳統動力總成臺架的基礎上，獲取臺架控制權限，并與HIL機柜實時通道進行信號匹配，搭建測試樣件的硬件在環HIL系統，如圖1。測試時，通過實時控制軟件定義試驗類型和工況，調用相應的實時仿真模型輸出信號給臺架執行器，控制樣件動作；動作完成后，通過傳感器獲取執行結果，反饋給仿真模型進行實時計算，動態調整。
根據不同的測試目的，臺架配備了振動噪聲傳感器、油耗儀、扭矩遙感、功率分析儀等設備，進行動力總成NVH、油耗、效率等多性能聯調標定驗證。
- 軟件開發
包含更精確的發動機模型，可模擬其真實扭矩信號，包含從性能MAP中提取的基礎扭矩、整車道路工況變化時的瞬態扭矩和發動機燃燒產生的扭矩正弦波動。經過測試驗證，發動機扭矩的模擬值和整車環境的測試值具有高度一致性。
圖 2 發動機扭矩模擬構成圖
圖 3 發動機扭矩模擬值與測試值對比
包含更精確的道路模型，可設置5~20Hz的正弦波輪速指令，模擬路面顛簸產生的轉速波動，也可根據實際采集的數據設置不同路面參數，同時，也可根據一維計算中的轉速波動值實時控制車輪轉速。
圖 4 道路模擬結果圖
根據客戶需求不同，定制不同車型的動力學模型，實現實時駕駛模擬。
圖 5 不同車型運動學模型
包含傳動系統動力學模型，包含發動機、電驅、傳統變速箱、混動變速箱、整車傳動鏈等關鍵系統模型。
圖 6 傳動系統模型
- 功能應用
- 不同測試循環工況模擬
圖 7 CLTC工況示意圖
根據客戶需求，實現不同測試循環工況的模擬和定制，使臺架測試結果更貼近于真實道路測試，提升臺架測試的準確性。
- NVH真實工況模擬
獨創的采用了動力學仿真和TPA分析的方法對車內振動噪聲進行預估，實現臺架數據到整車數據的映射。使NVH測試更貼合于真實工況，使臺架測試更真實反映整車效果。
圖 8 NVH性能計算示意圖
- 多性能聯合測試及標定
集成扭矩遙感設備、油耗儀、功率分析儀等設備，可進行動力總成效率、油耗、動力性能等多性能兼容測試及聯合標定。
在實際工程應用中，滿足動力總成NVH性能開發的同時，輸出更多整車相關結果，便于多屬性聯合標定，滿足整車對于加快研發周期、減少成本投入的需求，達到“一舉多得”的目的。
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