特斯拉

特斯拉Model S P100D深度測試評價報告

中國新能源汽車評價規(guī)程 2019-12-19 07:35

隨著世界各國新能源開發(fā)和應(yīng)用的熱潮，基礎(chǔ)設(shè)施也逐漸完善，特斯拉于近年推出了雙電機純電動高性能車型—Model S P100D（“P”代表高性能版，“100”代表電池能量為100kWh），整車外觀及動力系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 Tesla Model S P100D

表1 Tesla Model S P100D部分參數(shù)

該車型采用兩個不同的電機作為前、后驅(qū)動電機，因此在驅(qū)動和制動上均存在著前后電機的扭矩分配問題，這也是解析該車型雙電機系統(tǒng)的核心關(guān)注點。

中國汽研針對特斯拉Model S的各項技術(shù)特點，通過設(shè)計不同試驗場景及測試變量，開展了內(nèi)容廣泛的試驗測試，提煉總結(jié)深度評價成果，推出了《特斯拉Model S P100D數(shù)據(jù)產(chǎn)品》。

本數(shù)據(jù)產(chǎn)品依據(jù)中國汽研新能源汽車測試評價體系為方法論指導確立，涵蓋了整車的驅(qū)動策略、制動策略和扭矩分配策略等幾個層面。

根據(jù)策略一般架構(gòu)和功能劃分，《特斯拉Model S P100D數(shù)據(jù)產(chǎn)品》的整車控制策略包括：

1）驅(qū)動控制策略

2）制動控制策略

3）扭矩分配策略三個部分

01驅(qū)動控制策略

針對特斯拉Model S P100D驅(qū)動控制整體策略架構(gòu)，驅(qū)動控制策略部分主要分為以下幾個部分：基于駕駛模式的驅(qū)動扭矩控制、模式切換等需求扭矩變化情況下的動態(tài)扭矩跟隨控制。具體過程及目的包括：

1）各模式下的扭矩控制機制

測試并記錄各種模式下的動力總成工作點，深度解析駕駛模式、檔位、車速、SOC等狀態(tài)變量對于扭矩控制機制的影響。

2）需求變化下的動態(tài)扭矩跟隨

模式切換包括駕駛模式的切換和踏板開度的切換兩部分。針對雙電機耦合系統(tǒng)的工作模式切換過程，記錄并分析轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩時間歷程，重點關(guān)注扭矩動態(tài)跟隨和響應(yīng)情況。

測評重點項目包括：

測試工況駕駛需求識別，獲取加速踏板特性，解析整車上層控制器中加速踏板與需求扭矩判定輸入邏輯。
記錄不同工況下的動力總成各部件工作點，分析工作點的集中程度和高效區(qū)的覆蓋度。
測試瞬態(tài)工況下電機工作點的轉(zhuǎn)移，分析單電機/雙電機工作的切換和動態(tài)扭矩響應(yīng)。

測評試驗變量包括：

加速踏板負荷特性：不同加速踏板開度對整車需求功率判定影響程度（固定踏板/變速率踏板）。
SOC適應(yīng)性：不同SOC以及低SOC電池功率限制對動力性影響程度；
工況適應(yīng)性：包括穩(wěn)態(tài)測試工況和瞬態(tài)測試工況，獲取整車需求功率以及動力總成各部件工作點，分析工作點的集中程度和高效區(qū)的覆蓋度。

02 制動控制策略

針對特斯拉Model S P100D制動控制整體策略架構(gòu)，制動控制策略部分主要分為：電液制動力分配機制及制動工況動力總成協(xié)同控制策略。因此，主要測試各種工況下制動力分配和壓力控制等過程。

重點研究制動力需求-前后制動力分配-前后電液分配（前后電機扭矩分配），借以了解整車制動過程中的電液分配機制以及整車協(xié)同制動控制策略。

因此，電液分配機制主要針對制動強度、SOC等狀態(tài)變量，測試各個制動過程中前后電機再生制動力、前后液壓制動力，分析電液制動力分配關(guān)系和前后軸制動力分配關(guān)系；進一步分析電機制動進入退出過程中的協(xié)調(diào)控制特點，以及對于整車制動性能和沖擊度的影響。另外，針對觸發(fā)ABS功能情況下，測試再生制動系統(tǒng)的響應(yīng)，記錄電機再生制動力的歷程，分析多系統(tǒng)的協(xié)調(diào)過程中的電機制動力退出進入的限值。

測評重點項目包括：

整車制動減速度：記錄整車制動效能；
前后軸電制動力矩分配關(guān)系：研究制動過程中前/后電機制動扭矩的分配比例
電液制動力矩分配關(guān)系：研究制動電液分配機制。

測評試驗變量包括：

工況適應(yīng)性：記錄不同初始車速，不同制動踏板開度對整車電液協(xié)調(diào)機制判定以及整車協(xié)同制動控制策略的影響（包含車輛由常規(guī)制動切換到緊急制動時，觸發(fā)ABS的工況），以及前、后電機扭矩的進退、交替。
工作模式適應(yīng)性：記錄不同工作模式（D、B檔位）對電液協(xié)調(diào)機制判定以及整車協(xié)同制動控制策略的影響。

03 扭矩分配策略

根據(jù)扭矩分配策略的控制目標不同，分別對基于動力性、經(jīng)濟性以及行駛安全性三個層面的扭矩分配策略進行深度解析。

1）動力性

分為兩種情況：在起步階段，由兩個電機同時為車輛提供驅(qū)動力，使車輛在最短時間內(nèi)達到目標車速；日常行駛工況中，車輛驅(qū)動力由后軸電機單獨提供，當駕駛員對車輛的扭矩需求增多（Tip-in），此時前軸電機介入，對驅(qū)動力進行補償。

2）經(jīng)濟性

分為兩種情況：若當前需求功率能夠覆蓋當前驅(qū)動電機高效區(qū)間，則整車驅(qū)動力由單電機提供，否則，由前/后電機根據(jù)自身高效區(qū)間，選擇合適的工況點，進行雙電機驅(qū)動。

3）行駛安全性

車輛行駛于低附著路面，當驅(qū)動力過大時，可能造成車輪打滑，輪胎縱/側(cè)向力使用空間顯著下降，不利于車輛行駛安全。傳統(tǒng)內(nèi)燃機車輛多采用液壓制動介入進行防滑控制；由于電機響應(yīng)較內(nèi)燃機更為迅速，Model S的驅(qū)動防滑控制則采用了驅(qū)動輪主動降扭與液壓制動介入相結(jié)合的控制方式。

測評重點項目包括：