9月14-16日,由中国汽车工程学会与国际氢能燃料电池协会(筹)共同主办的第五届国际氢能与燃料电池汽车大会(FCVC)于上海汽车会展中心召开。奥地利AVL李斯特公司燃料电池测试系统全球项目经理Simon Fraser发表主题为“燃料电池汽车的系列化开发项目中缩小燃料电池电堆开发与系统集成之间的差距”的演讲,以下为文字实录:
非常遗憾不能来到第五届国际氢能与燃料电池汽车大会亲自发言,通过视频给大家主要介绍一个用于开发的工具链。
我首先是在大学的时候接触燃料电池的,在毕业之后在一个研发的机构去研发这个电池,AVL其实那个时候也是这个研究机构的股东。离开这个研究机构之后是在一家研发创新生产系统公司做产品开发的经理,然后在2014进入了AVL来做检测和测试,首先是致力于传统的电力系,后来是电动车的电力系,18年之后针对燃料电池车。
AVL是全世界最大的开发还有仿真,还有测试动力系统方面的公司,对于FCV这个燃料电池车,有先进的仿真部,它提供的是CFT,还有一些仿真的工具,大家可以去基于此设计电池以及电堆,同时还有动力系的仿真工具。
动力系以及发动机部门主要是做电堆等等这些集成方面相应的工作,同时测试部门有完整的工具链,有内部开发检测的工具,包括的合作伙伴的一些检测工具还有开发工具,是提供很多的产品以及非常完整的服务给的客户。
今天主要给大家介绍的就是工具链的整合,在一个典型的FCVE的开发当中,不同的团队要去负责不同的电池检测工作,这个团队密切要跟电堆的开发团队一道合作,同时还要有电堆、BOP集成团队,然后还有动力系的开发团队,以及车辆集成的团队,所有不同的开发包之间一定要有接口,有一些接口可能是比较次要的,因为这些团队不管怎么样都要密切合作,还有一些接口可能要充满挑战,因为这个专业知识、模型、信息、数据要在不同的团队之间频繁进行交流。
工具链不仅仅是可以帮助高效地开发,同时也能够去促进不同团队之间的高效合作。甚至是在不同的公司之间来促进合作,比如说像整车厂,一级供应商之间的合作。现在简短地来看看FCS开发的工具链,第一个就是办公室的仿真,在第一步不需要一个实体的原形去开发模型以及解决方案。
第二步在工具链当中把它叫做虚拟的测试系统,在这个时候只有FCS的控制单元,其他的动力系这些部件都是用模型来取代的,然后有一系列的工具链元素要去集成到的这个工具链当中,比如说有电堆的测试系统,然后还有燃料电池的测试系统,还有BOP的集成测试,还有动力系的测试系统,还有底盘的测试系统,然后还有车辆集成的测试系统,这是传统都在做的。
有两个概念是非常重要的,就是在讲到FCV工具链的时候,第一个概念就是基于模型的开发,这就意味着持续不断地在整个开发的过程当中使用模型,所以假设开发了在仿真环境当中的一些部件的模型,现在在工具链当中可以重复使用这个模型,这是一个优势。
第二个概念就是前置,也就是说把开发的这个任务更多的转向虚拟的环境,比如说像动力系的开发过程往前置,结合FCS,就意味着往往来说这个开发的环境更富有性价比,意味着不一定要有所有物理实体的原形才能做这个开发。
举一些具体的例子,比如说是一个OEM整机厂,希望能够去开发特定的动力总成的操作策略,现在只有一个FCS,也就是燃料电池系统,但是动力总成的比如说电动桥没有,还有动力电池现在也没有,尽管现在的动力总成不完整,那是不是可以来去开发这个操作策略呢?现在可以怎么做呢?可以去前置,把特定的动力总成开发任务往前移,结合FCS的系统,因为现在有实体的FCS的系统,然后再把它和电动桥和电池的模型结合在一起来进行测试。
使用无缝的工具链可以怎么样去做,从实际的原形FCS开始,这个原形它将会是在测试台上进行测试,其他的部件没有样机,所以必须要进入虚拟的世界,这些模型可以通过软件提供,也可以是其他的仿真软件,可以是相似的软件,可以使用一个非常创新的AVL工具,然后把这些模型和自动测试系统结合在一起,甚至可以纳入一个司机还有其他的虚拟工具,仿真的工具。
还有比如说整个的有一个系统信息库,然后同时可以自动生成测试报告,有了这样的一个设置,动力系的部件模型可以去模拟,结合FCS的原形,通过这个测试台来模拟各种各样的情况,会这有什么好处呢?第一个就是,将会有更加真实的操作条件,对于燃料电池的系统意味着对于FCS的功率需求,它是基于车型的模型,车辆的模型驾驶的这个仿真等等来决定,包括动力电池的输出,也就意味着大家可以去模拟电池,还有FCS在这个测试台上实际的测试情况。也就是说操纵的条件已经不是预先定义有限的一些条件,而是在真实情况下的一些模拟。这个也就是前置开发的一个好处,它可以节省很多的成本。
当然,还有另外一个非常重要的方面就是可以加速开发,因为现在尽管没有一些关键部件的原机、样机,但是可以加快整个开发的周期,这是非常大的一个优势。
总结一下,工具链,像电堆开发系统集成之间是有一些差距的,非常灵活的FCS的测试系统,能够把电堆的开发和系统的集成很好高效地衔接在一起,怎么做呢?第一个FCS的测试系统是这两者之间的接口,在系统测试方面电堆第一次和BOP等等一道进行实际的测试。第二个就是FCS的测试台是一个非常强大的测试台,它可以进行各种仿真,然后结合各种模型,最后FCS的测试系统,也就是AVL的版本能够帮助大大加速开发的过程,这个在时间压力非常大的情况下,这是非常有利的一个工具。
总的来说就是,如果你想为你的FCV进行一个开发,那么有一点非常重要,就是在整个的开发过程当中,可以凭借这种工具链来去加速的开发。非常感谢大家来倾听我的发言,希望下一次能够亲自来到中国见到大家,谢谢!
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