中國汽研是中國較早進(jìn)入新能源汽車測試評價(jià)領(lǐng)域的公司，自2010年開始新能源汽車測試評價(jià)能力建設(shè)。截止目前，中國汽研經(jīng)過10年期“起步、發(fā)展、開拓”三階段的技術(shù)積淀，已在能量流測評、驅(qū)動系統(tǒng)一體化測試、深度數(shù)據(jù)解析等方面具備雄厚能力。

目前中國汽研完成了30余款新能源汽車的深度評價(jià)，全面覆蓋混合動力和新能源汽車各類系統(tǒng)構(gòu)型，并已與蓋世汽車聯(lián)合推出了日產(chǎn)Leaf、寶馬i3、榮威ERX5及特斯拉Model S等5款深度解析數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

圖1中國汽研與蓋世汽車合作5款深度測試評價(jià)報(bào)告

以下是關(guān)于特斯拉Model S的測試分享。

Model S是典型的雙電機(jī)四驅(qū)純電動汽車，車輛具有Comfort、Sport、Ludicrous三種駕駛模式以及兩種制動能量回收模式，滿足駕駛員多樣化的駕駛需求。

基于特斯拉官方發(fā)布的專利，圖2展示了整車的控制邏輯。首先，車輛結(jié)合當(dāng)前狀態(tài)及駕駛員操作，獲得總驅(qū)動扭矩需求。然后，根據(jù)前后電機(jī)的扭矩限制及當(dāng)前車速，通過查表方式對前后電機(jī)進(jìn)行扭矩初分配。最后，驅(qū)動防滑系統(tǒng)根據(jù)前后電機(jī)扭矩限值及當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速、車速和滑移情況，對電機(jī)限扭，必要時(shí)使制動系統(tǒng)工作。

圖2基于特斯拉專利梳理的整車關(guān)注點(diǎn)

針對特斯拉Model S，中國汽研形成了超過8000個(gè)具體試驗(yàn)條目、13G的Excel數(shù)據(jù)和13份深度解析報(bào)告。

下面從驅(qū)動、制動和四驅(qū)三方面展開介紹Tesla Model S的測評發(fā)現(xiàn)。

第一部分：驅(qū)動過程選取了駕駛模式、踏板開度、SOC三個(gè)影響因素進(jìn)行分析。

（1）駕駛模式對驅(qū)動的影響：圖3對比了不同加速踏板開度下的整車峰值扭矩，可以看出：在相同踏板開度，Comfort模式更加平緩，Sport和Ludicrous更加激進(jìn)。根據(jù)輸出扭矩，Ludicrous模式是Comfort模式的兩倍以上。在Ludicrous模式，前后電機(jī)都有近于滿負(fù)荷甚至超負(fù)荷的輸出。

圖3不同加速踏板開度整車峰值扭矩對比

（2）踏板開度對驅(qū)動的影響：當(dāng)踏板開度<30%，三種模式下扭矩輸出隨踏板開度增大而增加，可以為駕駛員提供較為線性的踏板響應(yīng)。在常用開度區(qū)間30%~60%，電機(jī)扭矩隨踏板開度增長迅速，以獲得良好的動力性。在>70%開度，電機(jī)扭矩進(jìn)入飽和區(qū)，繼續(xù)增加踏板開度，動力輸出不會有明顯的變化。

（3）SOC對驅(qū)動的影響：在低SOC下，根據(jù)0-100km/h加速試驗(yàn)結(jié)果（如圖4所示），5%SOC較95%SOC的整車加速性能有明顯下降，尤其是Ludicrous模式更為明顯。低SOC時(shí)電池功率輸出受限，進(jìn)而會影響電機(jī)扭矩的輸出。

圖4不同SOC下電機(jī)輸出扭矩

第二部分：制動過程選取了能量回收模式、SOC和踏板開度三個(gè)影響因素進(jìn)行分析。

（1）能量回收模式對制動的影響：圖5展示了兩種回收模式下的前后電機(jī)扭矩即輪缸壓力，可以看出：兩種模式下的整車減速度基本一致，輪缸壓力會隨著電機(jī)扭矩的變化進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

圖5Standard和Low兩種能量回收模式對比

（2）SOC對制動的影響：圖6展示了SOC對回收功率的影響，可以看出：當(dāng)電池SOC>80%，電機(jī)制動扭矩受限；SOC越高，限制越明顯。

圖6高SOC對制動影響

（3）制動踏板開度對電機(jī)制動扭矩影響：電機(jī)扭矩隨開度的變化表現(xiàn)出“三階段”特點(diǎn)，即踏板開度<20%時(shí)，主要由電機(jī)提供制動減速度。30%<踏板開度<70%，電機(jī)輸出扭矩達(dá)到飽和，減速需求主要通過液壓實(shí)現(xiàn)。踏板開度>70%，為保證制動安全，電機(jī)制動將逐漸退出，液壓制動占主導(dǎo)。

圖7制動影響因素小結(jié)

（4）制動控制策略總結(jié)：圖7總結(jié)了Tesla Model S制動控制策略。首先，系統(tǒng)根據(jù)駕駛員操作和車輛狀態(tài)識別制動意圖。其次，基于回收模式選擇，對應(yīng)不同的制動強(qiáng)度進(jìn)行前后電機(jī)制動力矩分配和輪缸壓力確定。最終，考慮SOC和輪速差，判定是否對電機(jī)扭矩進(jìn)行限制。特別是當(dāng)車輛出現(xiàn)滑移時(shí)，通過電機(jī)主動降扭防滑或啟動ABS來保證制動安全性。

第三部分：四驅(qū)對經(jīng)濟(jì)性、動力性和安全性的影響。

（1）四驅(qū)對經(jīng)濟(jì)性的影響：圖8為Sport模式不同加速踏板開度下前電機(jī)扭矩占比，可以看出：①在開度<10%或>30%時(shí)，前電機(jī)的扭矩占比約0.3，即前后電機(jī)對總扭矩按1:2進(jìn)行分配；②在開度處于10%~30%時(shí)，當(dāng)車輛車速達(dá)到15-20km/h時(shí)，前后電機(jī)的扭矩會從1:2分配迅速變?yōu)閮H由前電機(jī)驅(qū)動車輛，后電機(jī)會退出驅(qū)動。這是因?yàn)樵?0%~30%的低踏板開度下，車速達(dá)到一定值后，如果繼續(xù)按照1:2分配前后電機(jī)扭矩，那么前后電機(jī)的工作點(diǎn)會都進(jìn)入小扭矩輸出的低效區(qū)，為保證系統(tǒng)效率，控制器通過提升前電機(jī)扭矩將其工作點(diǎn)調(diào)整到高效區(qū)，而讓后電機(jī)退出驅(qū)動。

圖8Sport模式不同加速踏板開度下，前電機(jī)扭矩占比

（2）四驅(qū)對動力性的影響：圖9為Comfort模式下，40km/h小踏板和大踏板Tip-in試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)：小踏板Tip-in后，后電機(jī)扭矩增長為前電機(jī)扭矩的1.1倍，而大踏板Tip-in后，后電機(jī)扭矩增長為前電機(jī)扭矩的1.34倍，隨著踏板開度增加，后軸電機(jī)輸出得到強(qiáng)化。測試發(fā)現(xiàn)：在所有模式下，大踏板的后電機(jī)與前電機(jī)扭矩比明顯高于小踏板，這表明四驅(qū)系統(tǒng)通過大踏板獲得了駕駛員的急加速意圖，通過提高后電機(jī)扭矩輸出，提高動力性。

圖9不同加速踏板Tip-in

（3）四驅(qū)對安全性的影響之一：圖10為Ludicrous模式全油門加速試驗(yàn)，可以看出：車輛起步時(shí)，由于驅(qū)動力過大，超過了路面附著條件限制，車輪非常容易打滑，因此電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了主動降扭防滑，全過程液壓未參與，這是傳統(tǒng)車輛不具備的驅(qū)動防滑特性。

圖10高附路面驅(qū)動

（3）四驅(qū)對安全性的影響之二：圖11所示是對接和對開路面的測試結(jié)果，可以看出：在對接路面起步時(shí)，后輪出現(xiàn)明顯的打滑，后橋電機(jī)主動限扭防滑，液壓全程未介入。在對開路面起步時(shí)，由于后橋電機(jī)扭矩大于前橋，因此右后輪先出現(xiàn)打滑，后橋電機(jī)先限扭；隨后右側(cè)兩個(gè)車輪均打滑，前后電機(jī)同時(shí)限扭。在這種對開路面出現(xiàn)打滑是一種非常危險(xiǎn)的工況，僅僅依靠電機(jī)的限扭還不足以平穩(wěn)起步，此時(shí)液壓也介入?？梢园l(fā)現(xiàn)，對接路面車輛失穩(wěn)的可能性相對較小，通過電機(jī)主動限扭得以實(shí)現(xiàn)；而對開路面失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)較高，需要電機(jī)和液壓共同介入。

圖11對接和對開路面驅(qū)動

（3）四驅(qū)對安全性的影響之三：圖12為三一脫困測試結(jié)果，可以看出：第一階段，車輛未起步時(shí)，隨踏板開度的增加，電機(jī)的扭矩會先上升；第二階段，車輛檢測到車輪轉(zhuǎn)，而車速為零，判定車輛處于打滑階段，電機(jī)降扭防滑；第三階段，車輛起步后，滑移率減小，前電機(jī)扭矩開始回升。

圖12三一脫困

（4）四驅(qū)控制總結(jié)：①在高附著路面或者低附著路面車輛不發(fā)生失穩(wěn)時(shí)，主要依賴于電機(jī)的主動限扭實(shí)現(xiàn)防滑控制，液壓不參與；②在低附著路面或者對開路面時(shí)，車輛發(fā)生失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)增加后，電機(jī)調(diào)節(jié)能力有限，此時(shí)液壓將主動參與，與電機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)，共同實(shí)現(xiàn)防滑控制。

中國汽研未來將針對當(dāng)前電動汽車“自燃”等安全熱點(diǎn)問題，就動力電池?zé)釣E用、電濫用情況下的失控機(jī)理、仿真建模及安全保護(hù)策略進(jìn)行深入研究，建立科學(xué)、全面、完善的新能源汽車動力電池系統(tǒng)測試評價(jià)體系。

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