近日里卡多中国团队在国内某虚拟标定项目中取得重大进展,成功在混动车辆虚拟环境中实现了发动机和HCU联合虚拟标定的油耗、SOC偏差3%以内。加上之前已经在多个国内项目中实现的发动机系统全脉谱95%的工作点达到95%以上精度,里卡多已率先在国内全面打通虚拟标定流程,典型工作包相对传统标定可缩短>50%的周期,其中包括发动机基础标定、整车及排放标定、变速箱标定、混动系统标定等,为中国市场的车辆数字化开发推进迈出了关键坚实的一大步。

动力总成标定测试是车辆开发的重要一环,为应对国六及混合动力复杂性要求,需要耗费大量的人力及设备资源进行台架及整车的开发和验证,增加了项目成本和周期,这与市场要求车型快速上市及企业降本增效的需求相矛盾的,仿真和虚拟标定技术是解决该矛盾的关键技术。

虚拟标定技术是把真实世界的物理部件/工作环境进行数字虚拟化,开发一系列能够表征真实工作部件物理特征的数字孪生模型,并在里卡多仿真平台环境中进行集成,使标定工程师可以结合高效的标定工具在该虚拟环境中进行标定开发工作。常见的虚拟环境有HiL(Hardware-In-Loop)和SiL(Software-In-Loop),里卡多开发的数字模型均可支持,应用在整车及动力总成的标定工作中。

虚拟标定可应用到不同的动力总成部件及整车系统开发

虚拟标定数字模型的精度及模型运行能力是顺利应用的前提条件。在动力总成建模中,发动机作为一个复杂的物理部件,其数字模型的物理表征能力、精度水平及在不同环境中的运行能力通常是瓶颈,又是汽柴油动力车辆、混动车辆实现虚拟标定的最为关键不可避免的环节。里卡多开发了专用工具WAVE/WAVE-RT,使用物理表征加QPM求解方式建立的WAVE-RT燃烧预测模型,成功克服了其它模型物理表征能力差、精度低、实时运行能力差的问题,使发动机模型达到扭矩/进气/油耗等都均达到5%精度范围,覆盖度达发动机运行工况区间的95%。

WAVE-RT实时模型的进排气压力波表征也达到极高的精度,而进排气压力波仿真是进气系统诊断、EGR等标定的前提条件。

为了适应客户未来先进功能的应用,WAVE-RT发动机模型按照各缸独立燃烧计算的方式开发,可适应如CDA、爆震检测、失火等相关功能。

国六B车辆排放测试和OBD一直是标定开发中工作量最大的一部分,里卡多对此痛点重点开发了发动机的原排和后处理虚拟模型,可以实现在瞬态工况极高的精度预测,尾排累计排放可以实现10%的累计偏差。

CONOX

对于混动车辆,能量管理对于油耗为混动标定重中之中,基于里卡多VSIM+WAVE-RT开发的整车动力总成仿真模型可以实现油耗、SOC偏差同时在3%以内。

在整个WLTC测试过程中,发动机的工作参数和实测数据保持很高的精度跟随,实现了EMS和HCU之间的联合标定。

WAVE-RT扭矩与实际扭矩对比WAVE-RT进气量与实际进气量对比

使用虚拟标定技术可以实现典型工作包节约50%的时间周期,技术上粗略统计,虚拟标定对发动机及整车整体开发周期可以实现>35%的时间压缩,也为项目开发节约了大量的成本。以下为典型VVT标定,排放标定在发动机虚拟标定的应用收益统计:

VVT标定虚拟标定应用收益统计

排放开发虚拟标定应用收益统计

里卡多在国内全面打通虚拟标定流程为本土企业虚拟标定能力提升带来很大便利,为中国市场的车辆数字化开发带来推动力,里卡多愿以开放合作的方式协助整车和动力总成企业尽快在数字化领域赶超国际水平。