高寒環(huán)境作為典型的極端環(huán)境場景之一，具有低溫和降雪的氣象特征，并會形成附著系數(shù)較低的冰雪路面，對整車性能有明顯影響。尤其是隨著新能源汽車市場規(guī)模的持續(xù)擴大和新興技術(shù)的廣泛應(yīng)用，汽車在高寒環(huán)境下的可靠性表現(xiàn)直接影響用戶體驗，整車企業(yè)對此非常重視。

目前，新能源汽車在常規(guī)試驗場的可靠性行駛試驗方法比較成熟，汽車行業(yè)完成《汽車可靠性行駛試驗方法》（GB/T12678－90）的修訂工作，現(xiàn)行版本于2021年正式發(fā)布。對于新能源汽車的高寒可靠性行駛試驗，行業(yè)內(nèi)尚無統(tǒng)一的標準規(guī)范。本文聚焦新能源汽車，開發(fā)了在高寒地區(qū)進行可靠性行駛的試驗方法，并選取6輛不同品牌的新能源乘用車，開展驗證試驗，分析故障情況，為整車企業(yè)的高寒試驗工作提供相關(guān)指導(dǎo)。

1試驗條件

1.1試驗環(huán)境

試驗期間，日平均氣溫低于-10℃的天數(shù)占總試驗天數(shù)的比例應(yīng)大于80%，日最低氣溫低于-20℃的天數(shù)占總試驗天數(shù)的比例應(yīng)大于60%。

1.2試驗車輛

試驗車輛應(yīng)符合制造商規(guī)定的技術(shù)條件，并選擇適合高寒環(huán)境的油液及輪胎。

試驗過程中，車輛空載、半載、滿載狀態(tài)的里程占比分別為20%、50%、30%，具體要求如下：

1）車輛空載狀態(tài)，僅乘坐一名駕駛員，體重≤80kg。

2）車輛裝載時，除駕駛員外，每人平均質(zhì)量按照65kg執(zhí)行，座椅上55kg，座椅前地板上10kg；行李質(zhì)量按照7kg/人執(zhí)行。    

3）車輛半載狀態(tài)，乘用車5座車半載按3人執(zhí)行，7座車半載按4人執(zhí)行。

4）車輛滿載狀態(tài)，按照額定乘坐人數(shù)執(zhí)行。

5）試驗載荷應(yīng)固定牢靠，分布均勻，試驗過程中不得晃動和顛離。

1.3試驗路線

基于對300輛私家車冬季易發(fā)故障的統(tǒng)計和分析，進行故障場景復(fù)現(xiàn)，并結(jié)合牙克石市實際道路情況，將切片化的場景連接形成行駛循環(huán)，綜合考慮氣溫及路面的雙重影響，有效激發(fā)車輛的典型故障。試驗行駛路線及特征見表1，路線A－B－C－D－E組合為1個行駛循環(huán)，循環(huán)里程為55km。其中，高寒測試基地指中汽中心冬季汽車試驗場。

2試驗步驟

2.1駕駛操作

在保證安全的前提下，試驗車輛按照道路實際情況進行行駛，操作要求如下：

1）在A段合適位置，試驗車輛每個循環(huán)至少進行1次倒車行駛，行駛距離應(yīng)≥10m。

2）在B段合適位置，試驗車輛每個循環(huán)至少進行1次制動操作，制動初速度≥40km/h，并觸發(fā)防抱死制動系統(tǒng)（Anti-lockBrakeSystem,ABS）等駕駛輔助系統(tǒng)。

3）在D段合適位置，試驗車輛每個循環(huán)至少進行1次由靜止狀態(tài)的全油門加速行駛，加速至60km/h以上。

4）在E段中的坡道，試驗車輛每20個循環(huán)進行1次上坡停車和起步，在坡道上用行車制動停車，變速器置于空擋，再用駐車制動停穩(wěn)，然后按正常操作進行坡道起步。    

5）夜間行駛里程比例應(yīng)不少于試驗總里程的5%，如遇特殊情況無法滿足，可選擇打開大燈行駛的方式代替。

6）降雪天氣行駛里程比例應(yīng)不少于試驗總里程的1%，如遇特殊情況無法滿足，需在揚雪路進行補充行駛。

7）試驗車輛每20個循環(huán)，應(yīng)進行一次車輛外觀和底盤清洗。

8）試驗過程中，試驗車輛應(yīng)停放在室外，如遇氣溫≤-35℃的極端天氣，允許在夜間將試驗車輛停放在室內(nèi)。

9）針對可充電的新能源汽車，所使用充電樁應(yīng)包括直流樁和交流樁，并涵蓋室內(nèi)、室外以及日間、夜間充電場景。

10）試驗過程中，因道路情況導(dǎo)致無法完成上述1）－4）的操作，應(yīng)在后續(xù)循環(huán)中進行補充操作。

2.2車輛檢查

2.2.1靜態(tài)檢查

在每天行駛前，進行試驗車輛的靜態(tài)檢查，具體如下：

1）車身有無明顯的面漆脫落或磕碰劃傷等。

2）車身裝飾件是否裝備齊全、牢固，有無明顯磕碰劃傷。

3）輪胎胎面和胎壁有無明顯裂紋、割痕、鼓包或變形等。

4）車鑰匙在遙控范圍內(nèi)，是否可正常開啟、關(guān)閉中控門鎖。

5）車門、機艙蓋、行李艙蓋、油箱蓋/充電口的開閉功能是否有效。

6）車身密封件、橡膠件有無破損，功能是否有效。

7）車窗升降功能是否有效，玻璃移動是否平穩(wěn)順暢。

8）中央扶手箱、手套箱等儲物空間的開/關(guān)、鎖止功能是否有效。    

9）雨刮器各擋位功能及洗滌功能是否有效，刮片刮刷性能是否良好。

10）座椅調(diào)節(jié)、加熱功能及安全帶功能是否有效。

11）內(nèi)外后視鏡調(diào)節(jié)功能是否有效、能否可靠停在工作位置。

12）儀表是否有故障顯示。

13）喇叭功能是否有效，音強、音質(zhì)等是否正常。

14）各類燈具（前位燈、后位燈、遠光燈、近光燈、前霧燈、后霧燈、倒車燈、轉(zhuǎn)向信號燈、危險警告信號燈、制動燈等）功能是否有效，大燈是否有內(nèi)部起霧、進雪等現(xiàn)象。

15）中控屏幕各類功能（收音機、多媒體、導(dǎo)航、車輛狀態(tài)信息、車輛模塊功能控制等）的觸屏操作是否流暢、有效。

16）車機的手機互聯(lián)功能（藍牙連接、WIFI連接、投屏等）是否有效。

17）車機的語音喚醒能力是否有效。

18）車機的語音交互功能（空調(diào)調(diào)節(jié)、音量調(diào)節(jié)等）是否有效。

19）App控車功能（車窗控制、空調(diào)控制等）是否有效。

20）智能解鎖功能是否有效，包括App遠程解鎖、無鑰匙進入、藍牙鑰匙、近場通信（NearFieldCommunication,NFC）解鎖、生物識別。

2.2.2動態(tài)檢查

在每天行駛過程中，進行試驗車輛的動態(tài)檢查，具體如下：

1）車輛能否順利起動，有無抖動或熄火。

2）車輛怠速狀態(tài)是否平穩(wěn)，有無明顯振動。

3）空調(diào)采暖、除霜除霧等功能是否有效。

4）車輛加速是否順暢，有無明顯卡滯或功率不足。

5）車輛換擋過程中有無明顯頓挫或抖動。    

6）車輛轉(zhuǎn)向過程中有無卡滯或抖動。

7）車輛行車制動、駐車制動及ABS功能是否有效。

8）車輛制動能量回收功能是否有效。

9）車輛各系統(tǒng)（動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等）是否存在異響。

10）車輛行駛過程中，門窗是否存在漏風現(xiàn)象。

11）車輛行駛過程中是否存在排氣故障。

12）車輛行駛過程中的表顯剩余續(xù)航里程估計是否準確，是否發(fā)生斷崖式下降情況。

13）車輛倒車過程中，倒車影像或雷達功能是否有效。

2.2.3定期檢查

試驗車輛每行駛20個循環(huán)，進行一次定期檢查，具體如下：

1）前機艙相關(guān)部件裝配是否牢固，連接是否可靠，有無破損或滲漏等。

2）電瓶正負極連接是否可靠、電壓是否有效。

3）機油是否存在乳化或增多現(xiàn)象。

4）底盤系統(tǒng)的各部件裝配是否牢靠、有無破損或滲漏等，相關(guān)線束和管路等固定是否可靠、連接有無干涉。

5）動力電池安裝是否穩(wěn)定、殼體有無磨損或損傷。

6）天窗開閉功能是否有效，玻璃移動是否平穩(wěn)順暢。

3故障的發(fā)現(xiàn)、判斷及處理

3.1故障發(fā)現(xiàn)與判斷

故障由試車員記錄并匯報，由工程師進行判定，對于不易判斷的故障，可通過其他輔助手段

（如標記、無損檢測等）確定。故障發(fā)現(xiàn)的途徑包括行駛前檢查、行駛中操作及定期檢查，且在必要時應(yīng)進行拆車檢查。進行故障類別的判斷的方法如下：    

1）一類故障：致命故障。危及人身安全或行車安全；造成主要系統(tǒng)報廢，造成重大經(jīng)濟損失；不符合制動、排放、噪聲等法規(guī)要求，對周圍環(huán)境造成嚴重危害。

2）二類故障：嚴重故障。影響人身安全或行車安全；造成主要零部件、總成損壞；造成整車主要性能明顯下降；影響車輛正常行駛。

3）三類故障：一般故障。不影響行車安全；不會導(dǎo)致主要零部件損壞；可能影響車輛正常行駛；不需要更換零部件。

3.2故障處理

車輛發(fā)生故障時，試車員應(yīng)立即檢查，并匯報給工程師。如發(fā)生的故障不影響車輛行駛安全及基本功能，應(yīng)行駛回車間，進行車輛檢查，及時排除故障。如發(fā)生的故障影響車輛行駛安全或基本功能，應(yīng)采取相應(yīng)措施將車輛運輸回車間，進行車輛檢查，及時排除故障。

如需維護的話，包括緊固、調(diào)整、潤滑、清洗及更換易損件等。如需維修的話，修理范圍僅限于與故障有直接關(guān)系部分，根據(jù)具體情況，采取最快、最經(jīng)濟的修理方法，如需更換零部件，所更換的零部件應(yīng)是同一規(guī)格型號。

3.3故障統(tǒng)計

所有故障均按照單車進行統(tǒng)計，未通過改進措施排除的故障，只統(tǒng)計1次，故障類別按最嚴重情況統(tǒng)計。同一里程不同零部件發(fā)生故障應(yīng)分別統(tǒng)計，同一零部件出現(xiàn)不同模式故障也應(yīng)分別統(tǒng)計。如果同一個零部件發(fā)生幾處模式相同的故障，則只統(tǒng)計1次，故障類別按最嚴重的統(tǒng)計。此外，試驗開始前檢查發(fā)現(xiàn)的故障不計入統(tǒng)計。

4試驗結(jié)果

4.1試驗車輛

本研究選取了6輛新能源汽車，具體信息見表2。    

4.2試驗環(huán)境

本研究在2024年1月至2月期間開展，各試驗車輛對應(yīng)的環(huán)境溫度統(tǒng)計見表3，日平均氣溫和日最低氣溫的分布圖分別見圖1和圖2。

4.3試驗里程統(tǒng)計

試驗車輛按照設(shè)定路線進行行駛，行駛循環(huán)數(shù)量要求應(yīng)≥120循環(huán)，即總行駛里程≥6600km，行駛信息見表4。

4.4能源補給統(tǒng)計

試驗期間，新能源汽車補能所用充電樁，涵蓋直流樁和交流樁兩種。其中直流樁包括60kW、120kW、240kW、360kW、480kW等5種功率，覆蓋特來電、星星充電、華為、京能、國電南瑞、杭州大有、龍升、中恒8種品牌；交流樁功率為7kW，包括魯能、科陸、京能、華商三優(yōu)4種品牌。    

各試驗車輛所使用的充電樁的型號數(shù)量見表5。

4.5故障統(tǒng)計

試驗結(jié)束后，各類故障的統(tǒng)計分布見圖3，其中，輕微故障占比最多，接近85%，且未發(fā)生致命故障。

試驗車輛發(fā)生的典型故障匯總?cè)缦拢?nbsp;   

1.部件調(diào)節(jié)功能異常

車輛冷浸后，座椅位置調(diào)節(jié)及靠背位置調(diào)節(jié)異常，出現(xiàn)卡滯、調(diào)節(jié)不到位的現(xiàn)象；車窗玻璃

升降調(diào)節(jié)異常，出現(xiàn)卡滯或無法升降的現(xiàn)象；車輛門把手開閉異常，關(guān)閉車門時，隱藏式門把手無法完全復(fù)位；充電口/油箱蓋開閉異常，通過車機打開或手動按壓打開時，無法彈起或開啟不到位；車內(nèi)扶手箱/儲物箱開閉異常，出現(xiàn)開啟卡滯的現(xiàn)象。

2.異響

車輛行駛過程中，天窗、頂棚、方向盤、前風擋、B柱、發(fā)動機、減震器、底盤等區(qū)域發(fā)生異響；車輛冷浸后，座椅位置調(diào)節(jié)及靠背位置調(diào)節(jié)過程中發(fā)生異響。

3.車身密封性異常

車輛車窗出現(xiàn)漏風的現(xiàn)象，導(dǎo)致漏風處玻璃結(jié)霜；車輛前部大燈內(nèi)部結(jié)霜。

4.車機功能異常

車輛行駛過程中，導(dǎo)航功能語音喚起失敗，手動輸入可以進行導(dǎo)航；車輛倒車過程中，攝像頭影像功能異常，顯示灰屏；車輛啟動時，App遠程解鎖失敗。

5.空調(diào)功能異常

車輛冷起動后，空調(diào)不出風或出冷風，行駛5km左右后，出風轉(zhuǎn)為正常；車輛在行駛過程中，間歇性出冷風。

6.動力系統(tǒng)功能異常

車輛冷起動后，純電模式行駛，且動力電池表顯剩余電量≥90%，電機輸出功率受限，車速只能加速至80km/h左右；混合動力車輛以混動模式或純電模式進行行駛時，當動力電池電量不足時，行駛模式切換異常，發(fā)動機遲遲無法介入，導(dǎo)致車輛停駛。

7.制動系統(tǒng)功能異常

車輛的制動能量回收系統(tǒng)突發(fā)異常，導(dǎo)致下坡時功能失效，繼續(xù)行駛一段距離后，功能恢復(fù)正常；車輛準備起步時，P擋無法解除，下電重啟之后恢復(fù)正常。    

8.排放系統(tǒng)功能異常

車輛冷起動后，尾氣排放為黑煙或灰煙，行駛5～10km左右，尾氣顏色轉(zhuǎn)為正常。

9.部件松脫、損壞或滲漏

車輛減震器發(fā)生滲油情況；車輛前機艙內(nèi)前風擋下飾板松動；車輛發(fā)動機艙內(nèi)蓋板在打開時開裂損壞。

10.儀表顯示異常

故障燈或故障信息非預(yù)期出現(xiàn)，比如顯示空氣彈簧故障、強制碰撞系統(tǒng)故障等。         

5結(jié)論

1）本研究所開發(fā)的汽車高寒可靠性行駛試驗方法，在高寒環(huán)境下能夠有效激發(fā)車輛的典型故障，為整車企業(yè)提供有效參考。

2）通過對車輛故障的統(tǒng)計分析可知，輕微故障占比最高，約為85%，且故障類型多樣，涉及多個主要系統(tǒng)。

3）基于新能源汽車的技術(shù)特點，新型故障凸顯，如車機故障、軟件故障、動力模式切換故障等，整車企業(yè)需要重點關(guān)注。    

文章來源：中國汽車技術(shù)研究中心有限公司