更多測試，更復雜系統(tǒng)，更少時間

電池動力總成技術和內(nèi)燃機(ICE)動力總成技術從根本上來說是截然不同的。因此兩種技術需要一系列截然不同的流程和測試方法。當這兩種技術融合到混合動力汽車(無縫集成)時，測試時間和成本有可能會大幅增加。

ICE完全是物理測試，測試內(nèi)容是燃燒機械、壓力、溫度、流體、機械連接和動力傳遞、排氣控制等，通過渦輪增壓器和增壓器以及其他方法提高燃燒室的爆炸效率或能量，將線性活塞運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)扭矩，并使用飛輪來平衡能量輸出。

而電動動力總成則完全是電氣測試，測試的是電力電子和開關頻率、電壓和電流、感應和反電動勢;電池容量、放電率、逆變器和轉(zhuǎn)換器的熱管理以及再生功率調(diào)節(jié);電動機/發(fā)電機的相角和層壓板幾何形狀以及磁鐵位置和磁通線。

當兩種技術以各種方式組合成混合動力系統(tǒng)時，就需要進行集成測試，包括管理ICE和電子元件之間相互作用的控制方案、狀態(tài)圖以及規(guī)則，以確保系統(tǒng)能夠在所有駕駛條件和場景下做出適當響應。
混合動力汽車(任何組合方式)比任何ICE或純電動汽車(BEV)都更為復雜。

圖1.傳統(tǒng)內(nèi)燃機動力總成和純電動力總成之間的各種組合構造。

日益復雜的系統(tǒng)所包含的組件也在不斷增加，這意味著故障概率增加了。對于測試工程師來說，這是1 + 1 >> 2。他們不僅要執(zhí)行傳統(tǒng)的ICE測試，還必須對電動動力系統(tǒng)執(zhí)行新的且要求更高的子系統(tǒng)測試。測試工程師還必須設計廣泛的集成測試覆蓋范圍，以確保兩種技術無縫協(xié)同工作，提供混合動力汽車設計時所期望的效率、性能和駕駛體驗。

滿足混合動力電動汽車測試需求

電動動力總成部件正在推動更復雜的測試需求。測試工具正在不斷發(fā)展以跟上需求變化的步伐。測試工程師也必須緊跟不斷發(fā)展的技術，才能滿足汽車行業(yè)由于高速創(chuàng)新和新技術引入所帶來測試要求變化。以下是電動動力總成部件所引入的一些新測試要求，以及不斷進步和完善、能夠滿足這些要求的測試工具。

更高保真度且更復雜的建模

相比ICE，電動機和逆變器的響應速度更快，且在其工作范圍內(nèi)表現(xiàn)出高度非線性特征。來自ECU的控制信號非?？?2-20kHZ)，專用電機模型需要以高出100倍的速度運行(200kHz至2MHz)，以便在硬件在環(huán)(HIL)測試中準確地表示系統(tǒng)。如果是在用于ICE HIL基于處理器的實時系統(tǒng)上，這是無法高效實現(xiàn)的。因此，NI等測試系統(tǒng)提供商正在開發(fā)基于FPGA的仿真工具，以在所需的微秒級循環(huán)速率下運行使用專用電子建模工具創(chuàng)建的模型。斯巴魯已經(jīng)成功實現(xiàn)了這樣一個系統(tǒng)，測試時間大幅縮短，僅為在測功機上進行等效測試所需估計時間的1/20。

功率級測試

通常，ECU和逆變器封裝在一起，使得信號電平(-10到10V和幾mA)的測試變得非常困難。在全功率下進行測試，拉灌實際電流要比把組件拆開進行測試要方便得多。但是，這意味著在高達200千瓦的功率電平下進行測試。這么大的功率電平需要使用能夠提供通道間隔離的專用設備和電源，可以吸收和提供如此大規(guī)模的動態(tài)負載，例如NI聯(lián)盟商Loccioni為法拉利混合動力跑車的Magneti Marelli逆變器開發(fā)的終端逆變器測試平臺。

電池模塊/電池組驗證

電池，尤其是高容量插入式混合電池，必須在單元、模塊和電池組級別上分別進行特性分析。電池單元以串聯(lián)/并聯(lián)方式組成電池組，需要測試的電壓范圍高達0-800V以及相對于共模電壓的測量精度要求非常高，這些測試可能非常困難(或非常昂貴)。