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揭秘吉利汽车杭州湾研发中心,看看工程师们到底在研究什么

坐落于宁波市慈溪市杭州湾的吉利汽车(杭州湾)研发中心规划于2013年,2016年正式投入使用。

图1

吉利汽车研发中心一期总投资62亿元,研发中心汲取了全球资源和技术,按照国际一流的标准打造,由整车研究院、汽车动力总成研究院、新能源汽车研究院、汽车创意设计中心构成,拥有国内目前最先进的研发技术中心、整车试验中心、动力总成试验中心、整车试制中心及其生活配套,集设计研发、试验试制、质量控制、供应商协同开发于一体,具备独立的整车、发动机、变速器、电子电器的自主研发能力,能够进行汽车关键零部件试验和总成试验,新能源电机的性能试验、底盘耐久试验、整车分析评价、结构研究及测量等。

图2

研发中心拥有非常完备的研发设备,其中整车试制中心运用沃尔沃试制技术规范和标准,开展样车试制产品预验证、工艺预验证和管理预验证工作,可实现10款车型柔性化混线精益制造,是国内最大、最先进的整车试制中心。作为吉利的研发大本营,这里承载着吉利汽车产品开发和技术突破的重任,与瑞典哥德堡和英国考文垂的研发中心共同构成吉利汽车全球化多点布局的研发体系。吉利汽车研发中心拥有多项中国甚至是世界之最,比如拥有68个试验台架的动力总成中心,规模国内第一。同时,动力总成中心高达75%的设备运行效率,则堪称世界第一。

图3

按照规划,吉利汽车研发中心每年将全新开发5款新车型、3款发动机及3款变速箱,整车试制每年规划为2400台,目前研发中心已拥有各类研发人员1万余人。吉利汽车研发中心业已成为吉利“20300战略”目标、聚集整个集团所有资源和设备的核心研发基地。

耐久性测试:24通道测试

汽车的寿命主要受限于零部件的疲劳寿命。所以汽车的耐久性试验对于汽车研发过程来说意义非凡。作为机械产品,车辆在正常使用的情况下,整车、子系统以及关键零部件上会产生动态负载。

汽车耐久性试验的主要目的,就是通过模拟汽车实际使用的情况,依靠设备来收集这些系统零件上的负载参数,找到它们疲劳损坏的原因,进行改良设计来延长汽车的使用寿命。

图4

视频中就是吉利汽车研发中心的室内道路模拟试验场地,工程师们表示,他们也曾跨过山和大海,针对测试车型到实际路况现场采集大量的数据,不管是原野、山丘,还是颠簸、泥泞,这些数据经过一系列的处理会生成用来测试的载荷谱,输入到测试设备当中对实车进行精准的道路模拟,得到等同于实际路况下整车、子系统、关键零部件所受载荷,进行分析。

图5

这台测试设备可以模拟多种路况,比如减速坎、蛇形卵石路、砂石路、搓板路、比利时路、凸块路、扭曲路、路面接缝路,以及长波、短波轻中型石块路和各种共振路等等。据说这样的振动有时候24小时不间断的会持续一个月!工程师描述,这样的振动测试没有问题就可以保证车主在实际使用过程中,关键部件耐久寿命可达10年!

要知道在车辆的耐久性测试方式中,振动试验是测试新车型抗振性和可靠性能的主要手段。视频中的黄色台架,作为该项试验基本设备的多轴振动台,可以全方位且高精确的模拟出车辆在各种真实路况下行驶的振动状态,并且使汽车整车或关键零部件所受的载荷状态与实际使用时相同。而且,不少用于耐久性测试的设备不仅可以完成车辆的振动试验,还可以进行车辆模态分析、车辆发动机噪声与振动控制等一系列试验。

钢铁机器低温下的试炼

针对汽车做低温性能试验的目的,是因为汽车在寒冷的气候中,会导致燃油汽化性能变差、机油粘度增大、蓄电池工作电压变低等问题的发生,从而造成发动机启动困难,影响车辆正常行驶。除此之外,在低温环境下汽车的机械性能也会发生改变,而且汽车上很多塑性材质和橡胶制品也会变脆失去原有特性,乃至于破裂,对生命财产安全造成威胁。总结一下,长时间处在低温下大致有以下几方面危害: 

  1. 会导致车辆发动机使用寿命缩短,磨损增加约50%—100%;

  2. 油耗增加约10%—30%;

  3. 发动机功率下降约25%;

  4. 润滑油质量降低、轮胎强度减弱以及其它零部件变脆等。

图6

吉利汽车研发中心的整车高低温环境模拟实验室可以模拟各种道路、温度、湿度等情况,能够保证试验状态的一致性,可以全年全天候的开展环境模拟试验,最大程度地减少整车研发周期,为公司各个车型的快速研发提供强有力的支撑和保障。

图7

另一方面,该试验室能够开展各类国标和企标的试验。能够开展:排放相关试验、热平衡热害试验、空调降温采暖试验、冷启动试验、除霜除雾试验,是目前我国汽车行业具有国际专业水准的综合性试验室。看来也是一个不折不扣的多面手!

600小时的颤栗挑战

汽车研发有两个重要的方面,即功能开发和性能提升。汽车整车及关键零部件的疲劳耐久性是评测汽车性能的重要指标,而测试耐久性的三种方法有实际道路工况测试、汽车试验场测试和室内道路模拟测试。

图8四立柱结构耐久实验室

四立柱结构耐久试验主要是针对车辆车身及内外饰结构的耐久性考核,此台架与整车24通道的区别在于,它不仅可以完成耐久试验,并且这个实验室还可以模拟环境变化,变成“冰箱”、或者变成“微波炉”,当然还能实现对湿度和光照的控制,结合振动台架更加充分的考核车辆塑料件、橡胶件等非金属件的耐久性能。

整个试验开始之前,负责吉利研发的工程师团队会在试验车辆中安装加速度传感器、位移传感器、应变传感器,然后到试验场的实际路况中采集各种试验工况的数据,并对采集的数据进行处理,得到所谓的“载荷谱”。 

图9实验准备,四立柱试验台架安装

为了保证四立柱试验的准确性,以帝豪GL为例,在这个台架上进行了三次、每次持续200小时的振动试验,单次试验约合用户实际使用道路行驶30万公里。更值得一提的是,视频中这台可以代表业内主流且来自美国MTS系统公司推出的RPC技术设备,在结合了来自德国伟思环境舱后,不仅可以模拟超过10种复杂路面进行高强度试验,还可以模拟前面提到的,-40℃至70℃的高低温以及湿度、光照等环境变化,提供了类似低温会使金属零部件变脆、强光照射会使橡胶部件老化等试验条件,保证了试验的客观性。 

除此之外,这个实验室还有另外一个功能,就是针对整车异响进行评价。作为国内该方面首创的实验室,通过不同温度湿度环境、不同路况行驶状态下激发BSR噪音的产生,从主观评价和客观测试方面上找寻异响问题根源并解决。这个试验总共进行5轮,试验温度范围跨越零下40°C-零上70°C,从单个细小的零部件到整车排除所有异响发生的可能。 

图10四立柱试验正在进行

当然,任何一个试验,无论是三次600小时,还是反复进行5轮测试,我们从中都可以看到作为汽车研发工作的严谨。从另一个层面来说,这样的严谨不单单可以让车企减少整车路试轮次,节约项目开发成本,减少试验时间进而缩减项目开发周期,做到省钱、省时、省力,也可以让车主拥有更可靠、更优秀的驾乘体验。

试验台上的汽车芭蕾

图11

随着汽车电控技术的不断发展,汽车电子设备的数量大大增加,各类电子电器部件已占整车系统的30%,有些豪华车型这一占比甚至可以高达90%。不得不说,电子电器的高度应用使汽车的动力性能、安全性能以及经济性都有了非常大的提升,并且显著改善了汽车行驶的稳定性和舒适性。 

图12

但从理论上来讲,大量的电子设备安置在一个极其紧凑的空间环境当中,且设备类型差异很大,有发动机点火高压系统、多媒体娱乐、蓝牙通讯GPS、制动系统、安全气囊等等,都有可能对外界发出干扰信号。当车辆行驶到强干扰区域,某些敏感的电子元件很可能由于受到干扰导致操作失灵,造成驾驶不便甚至是发生事故,威胁驾乘安全,吉利汽车研发中心的汽车电磁兼容性试验就可很好解决这个问题。 

在试验准备环节,工程师先要将试验车辆固定在试验区域内,除此还要校准天线或场发生装置。接下来在试验进行中,通过设备使天线或场发生装置发出指定频段、波形的电磁场和干扰信号。同时,汽车在有试验需要的情况下,也可以在这个特殊的试验台上启动并正常行进,一方面自身的电子电器部件会发出试验需要的干扰信号,另一方面也可以判断车辆运行情况是否正常,使得研发试验更为精准。在试验过程中车辆不停的转动,更像是“吉利汽车实验室中的芭蕾”。 

图13

吉利汽车研发中心的10米法EMC实验室在业内电子电器试验设备中已经属于前列水平,有些试验项目甚至可以满足欧洲标准的认证要求。该实验室配有整车半电波暗室、四驱转毂、零部件半电波暗室、屏蔽室等;高屏蔽性能的电波暗室配备零辐射噪声的四驱转榖、精确的测试系统可以满足各种混动、电动、燃油车辆及零部件的各种工况电磁兼容性试验。

振动台架上的5轮跳跃

汽车消费需求不断升级,消费者更加注重其汽车的舒适性方面。这里说的汽车静谧性则是影响驾乘舒适性的重要因素之一,通俗的来说是指车内的噪音表现或隔音效果,而在汽车的研发环节中它还有一个专用名词——NVH。NVH三个字母是噪声、振动与声振粗糙度的英文缩写,也是衡量汽车制造与汽车产品品质的重要指标。 

整车NVH除了整车异响外,还有动力总成NVH、进排气NVH、风噪、道路NVH,甚至再细分为轮胎NVH、空调系统NVH、声学包等等都是重要的研发方向,那么整车异响试验在这其中扮演什么戏份?一起来看一下! 

异响,是指车辆在驾驶或操作过程中,某些零部件或总成产生的非正常、不必要的声音。其产生的原因多为零部件的结构设计、制造工艺、装配精度出现问题,或者受各种温度、湿度等环境条件的影响。所以说,一款车在NVH方面表现优秀,说明这款车的各个系统零部件品质都很好,而且各系统之间的匹配也非常精细。

图14

整车异响试验在开始前,工程师团队会将试验车辆放置在振动台架上,模拟扭曲路、搓板路、鹅卵石路、比利时路、钢条路、长波路、深坑路等377种路况。同时实现-40℃~70℃温湿度变化的环境舱,为车辆提供了不同路况行驶状态和不同温湿度环境变化的实验条件,从而激发出各种可能产生异响的原因。

图15

以帝豪GL为例,为了确保整车、零部件均无异响,帝豪GL在NVH性能开发与验证上总共历时36个月,涉及89项整车试验、1048项NVH性能指标的把控和监督,同时,瑞典专家团队也进行了3轮验证测评。 

图16

有统计资料显示,整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系。也正因如此,有的品牌在解决产品NVH问题上会投入将近20%的研发费用,足以说明各大车企对汽车NVH问题的关注度。

车云结语

目前吉利拥有杭州、宁波、哥德堡和考文垂四大研发中心;上海、哥德堡、巴塞罗那和加利福尼亚设计中心和团队,研发人员超过1万人,全球化多点布局的研发体系,沃尔沃的协同合作等优势领先铸就吉利品牌。

图17

除研发中心外,吉利汽车也针对产品造型开设了四大设计中心,分别建设于美国洛杉矶、西班牙巴塞罗那、瑞典哥德堡以及中国上海。由四大设计中心设计出的第一款产品是吉利博瑞,其充满中国风的设计风格得到众多消费者认可,第二款车型——吉利博越。未来吉利汽车将依托四大设计中心为消费者带来更多充满个性的新产品,让我们拭目以待。

来源:中汽汽车电子电器信息

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