新能源汽车试验：性能试验、硬件在环&试验数据管理

新能源汽车是我国能源和环保战略的重要方向之一，在政府各项政策的推动下，我国新能源汽车（纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)和燃料电池电动汽车(FCEV)等）产业取得了快速发展，并开始步入创新之路。

近几年，汽车行业加快“碳达峰、碳中和”的步伐，以能源低碳化、动力电动化和系统智能化为主要发展方向，以加快新能源汽车推广和替代燃油车，而新能源汽车研发和产品定型过程中不但出现了很多新的试验需求，汽车新技术的发展离不开试验的支撑。

1、新能源汽车性能试验发展趋势

随着法规、市场适应性和驾驶性能要求的不断提高，新能源汽车试验、评价等工作发生了许多新的变化，以传统的验证性试验为主逐步过渡到以整车开发研究性试验为中心。

新能源汽车性能试验的发展趋势主要包括以下6个方面。

（1）动力性试验

动力性是汽车的基本性能，动力性试验是指汽车实际克服行驶阻力的能力测定，用以研究评价汽车克服空气阻力、滚动阻力、加速阻力、爬坡阻力的能力，主要测试项目有：最高车速、加速性能、爬坡性能、底盘输出功率、zuidi稳定车速等。

新能源汽车动力性能主要根据GB/T 18385-2005《电动汽车动力性能试验方法》进行试验和评估，包括最高车速、加速性能、最大爬坡度等，用以汽车在各种条件和环境下使用的动力性能。

相对于传统汽车，新能源汽车在基本的动力性能试验的速度区间和试验时间规定更加具体、测试精度要求更高。

（2）经济性试验

汽车经济性试验用以评价研究汽车的燃料经济性，测试在规定条件下以一定的工况运行时实际消耗的燃料量。主要试验项目有：等速油耗试验、多工况燃料经济性试验、加速燃料经济性试验、平均车速使用燃料经济性试验等。

整车能源优化管理依赖各种节能技术，需要关注针对各种节油技术的整车瞬时能耗测试，以及用于测试整车经济性的测试工况。

新能源汽车经济性性能主要根据GB/T 18386.1-2021《电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法第1部分：轻型汽车》进行试验和评估。

目前，纯电动汽车和混合动力汽车主要采用鲤离子动力电池，针对动力电池的性能测试、整车续驶里程测试、能量消耗率测试、HEV的排放测试等是未来新能源汽车经济性试验的主要方向。

（3）制动性与操纵稳定性试验

整车制动性和操纵稳定性能的电子控制系统主要包括防抱死制动系统(Antilock Brake System，ABS)、电子制动力分配(Electronic Brake Force Distribution，EBD)系统、电子稳定性控制系统(Electronic Stability Control，ESC)等。

制动性与操纵稳定性试验可以判断电子控制系统响应人的驾驶意图、完成路面识别的速度，及控制轮胎和路面间的附着力的精度。其相关的试验传感设备和执行机构包括惯性测量单元(IMU)/全球定位系统(GPS)组合系统等的测试精度及数据更新频率逐步提升。

（4）驾乘舒适性试验

汽车的驾乘舒适性主要包含噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能、热舒适性、人机工程等。

车辆振动由构成汽车所有部件的机械振动复杂地相互作用而引起，目前主要使用主成分分析法来测试分析振源及传递路径。

舒适性主要是针对车辆使用者的指标，因此驾乘人员的承受振动能力是首要考虑因素。在消费者汽车驾乘评价中，乘坐体验框架体系主要包括安静性、声品质、汽车空调性能、异响性能、汽车平顺性、座椅舒适性等。

汽车乘坐体验测试评价规程

汽车人机工程涉及人的心理学、人体测量学、生物力学等，研究的目的是改进驾乘人员的安全性和舒适性等。汽车人机工程试验包括乘降性、视野及能见度、操作性(负荷)、乘坐空间、座椅性能等很多方面，相关试验规范在逐步完善。

（5）安全性能试验

汽车新能源化带来的若干新能源安全问题，复杂的车辆应用环境、动力电池安全工况、热失控风险等，使车辆安全需要考虑的问题范围更加复杂。

汽车安全性能试验主要包括碰撞安全性试验、电磁兼容安全试验、车内空气质量检测等，相关试验规范也已建立。

伴随新能源汽车高度智能化、网联化带来的功能安全与预期功能安全要求，信息安全、网络安全、多种新技术领域与汽车的融合带来的诸多安全问题引起了业界的重视。

面向未来的更高级别的自动驾驶新能源汽车，深入研究了不同安全技术领域的发展现状及相互之间的融合关系，将多重安全技术相融合发展汽车安全多领域融合技术才能保证汽车技术更好的发展。

多域融合安全框架图

（6）整车可靠性试验

汽车在使用过程中要承受各种各样的负荷，评价汽车及其零部件在这些负荷作用下在规定时间内完成目标功能的能力，称为整车可靠性试验。

目前，可靠性试验的测试装备已具有较高的水平，例如，实车行驶可靠性试验中的轮胎六分力传感器、综合多通道数据采集系统、台架疲劳试验中的轴耦合道路模拟试验机等。

随着汽车电动化、智能化的发展，整车可靠性试验将不仅关注车辆本身的可靠性，还将关注车辆与周围环境、其他车辆和行人之间的交互，未来的整车可靠性试验将更加注重对电动汽车电池系统、驱动系统和充电系统等关键部件的评估。

整车可靠性测试方案

2、新能源汽车硬件在环（HIL）测试技术发展趋势

汽车电控系统开发、主要零部件性能试验等需要做较多复杂的动力学试验。一般道试验对场地和车载测试设备要求比较苛刻，测试工况难以模拟，试验具有一定的危险性试验结果的重复性差，在研究开发初期采用硬件在环(Hardware-in-the-Loop，HIL)测可克服道路试验的不足，对提高开发效率和节约试验成本具有重要意义。

HIL测试系统硬件主要由上位机(人机交互)、下位机（实时处理器）和控制器(ECU)等组成，以运行仿真模型来模拟受控对象的运行状态，通过I/O接口与被测的ECU连接，对被测ECU进行全方面的、系统的测试。

电子驻车系统硬件在环仿真测试

未来HIL测试系统将融入更多的汽车零部件ECU及系统级ECU，其目标是实现整车在环测试（Vehicle-in-the-Loop Testing，VIL），VIL是一种基于半实物仿真技术的测试方法，可以在封闭场地内实现任意开放道路的集成测试，以满足智能驾驶车辆在环测试系统的测试需求。

3、新能源汽车试验&数据管理发展趋势

在汽车电动化、智能化、网联化发展趋势之下，数字技术融合创新应用为汽车企业带来新的发展机遇，开展数字化转型已成为其适应数字经济、谋求生存发展的必然选择。

汽车试验作为汽车研发的重要环节，承担着汽车产品研发验证及性能检验的重要职责，其数字化转型程度直接影响汽车企业研发数字化水平，以数字化为核心的“软实力”建设也成为未来各大试验场投入的重点领域。

（1）试验业务管理数字化

汽车试验场中涉及各类资源较多，对车辆、人员、设备及服务的协调工作要求高，通过数字化方法打通试验场资源的流转、提高试验场运营效率、提高用户满意度，是未来汽车试验场实现试验业务数字化的必然趋势。

（2）试验资源网联化

汽车试验资源网联化是立足于汽车试验业务场景，实现异构设备联网，满足跨部门、跨区域设备监测需求，可以为智慧试验室构建及高效智能的汽车试验数据管理提供基础数据支撑，是汽车研发试验面向数字化、智能化转型的必然趋势。

（3）试验数据应用智能化

试验数据应用智能化以大数据平台为依托，聚焦安全性能开发等领域对汽车试验大数据进行深度分析与挖掘，实现面向汽业多业务场景的试验数据应用智能化，最终实现提高研发效率，提升汽车产品力的目标。