博天下体育最高占成:军工品质如何炼成?走进长安UNI-K研发中心

2021-04-29 17:31:56 作者:赵信杰
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  【太平洋汽车网 技术频道】要说当今市场最火的自主品牌大五座SUV,非长安UNI-K莫属。凭着15.39-18.49万的价格、比肩冠道的超大后排空间和新一代蓝鲸2.0T发动机强劲高效的动力,3月刚刚上市就斩获了9108张订单。作为长安UNI系列的第二款重磅车型,长安UNI-K倾注了非常多的心血。为此我们走进了重庆长安研发中心,看看长安为了研发UNI-K用了哪些新鲜技术。

虚拟试验
降低成本

  在汽车研发过程中,如果所有的试验均基于实车实物试验,对于车企的钱袋子而言无疑会是一次大出血,因此通过虚拟试验提前进行分析,能够有效地节省研发成本,并减少研发过程中所走的弯路。菲律宾太阳城申博登入长安汽车基于系统工程思维和方法建立了正向的CAE仿真体系,基本覆盖产品研发的全生命周期。总的来说,CAE的手段主要用于系统工程的目标分解和目标验证。使用CAE仿真分析的手段,可在产品开发的早期实现多方案选型、性能验证及性能优化等,也可以取代部分实车试验,使产品开发的周期进一步缩短,成本进一步降低。针对UNI-K的414项性能指标,CAE部门开展了7轮分析、7轮优化。

  前期研发过程中,UNI-K充分利用虚拟试验场技术,开展耐久性能仿真分析、风险预测与管控。虚拟试验场(VPG)主要用于对车辆的是进行有关整车系统全部试验项目仿真,包括道路条件下,整车系统疲劳寿命分析、柔性和刚性体组合体(含整车系统)的非线性系统动力学分析、整车系统NVH 分析和碰撞仿真和乘员保护及评价。

  虚拟试验场构建十分复杂,将试验场搬进电脑、到仿真成熟应用至少1年以上,首先通过3D激光扫描垫江试验场路面点云,将点云清洗、建立数字路面模型,基于云端数字路面,深入仿真技术研究、精度提升,最终打造成一个产业化的虚拟试验场仿真技术平台。

  UNI-K前期耐久性能设计开发,是虚拟试验场技术的典型应用场景之一,40多种路面工况组合、并行仿真计算,分析车身底盘的钣金、焊点、焊缝的疲劳损伤,没有样车也可以开展风险预测、风险管控、目标达成,提前规避实车耐久路试的开裂失效问题,满足用户10年26万公里使用寿命目标。

  缺乏VPG技术之前,车辆平顺性的开发主要基于随机激励特征路面,以选择不同等级的功率谱密度逆向生成,其类型单一、覆盖不全面,且与试验路面在激励幅值、频率、能量等方面存在差异,无法支撑前期性能开发,主要以后期匹配调校为主,难以兼顾与操稳的性能平衡。

  长安的VPG技术,将垫江试验场搬进电脑,统一了仿真与测试的激励,使得平顺性能的早期开发和性能平衡变为现实。在项目前期便可与操稳同步进行性能设计,规避后期顾此失彼的性能冲突痛点。而且基于VPG技术的平顺性设计,路面多样,工况覆盖全面,实现了全面提升车辆平顺性的可能。

  UNIK在项目前期借助VPG技术,完成车辆平顺性的虚拟开发并落地应用,包括架构选型、硬点和底盘弹性件的正向设计。分别在初级平顺性、次级平顺性和冲击平顺性3个方面评价的VPG路面上进行仿真分析,在样车生产之前就已获得车辆的平顺性表现。经过多轮次VPG仿真与兼顾操稳的性能平衡开发,以正向设计悬架弹性件、阻尼件、簧上簧下偏频以及敲定设计参数边界等完成性能提升冲突点的规避,筛选出多渠道优化技术方案。

风阻控制与热管理
给庞大的车身减阻

  作为一款中大型五座SUV,UNI-K的霸气造型在路上显然是最吸睛的存在,但较为高大肥胖的车身会提高整车的迎风面积,从而对整车燃油经济性造成不利的影响。因此在保证车身尺寸不受影响的情况下减小风阻就显得尤为重要。

  UNI-K造型初期风阻高达0.38,这一数据意味着油耗面临严峻的考验,工程师前后经过近十轮分析,数百例算例优化,开展数次风洞试验,抓住每一个造型细节,与产品和造型不断论证,最终将风阻降低到0.33。开发过程中,从造型草图到效果图、从体态模型到CAS数据,空气动力贯穿始终。长安具有全年1.5亿CPU时计算量的HPC支持空气动力开发,结合中国汽研的整车风洞实验室,全面支持UNIK空气动力性能开发。

  风噪优化过程也不是顺风顺水,方案的推进涉及造型、总布置、法规、尺寸工程、产品等多个部门。如何权衡各板块的需求? 仅后期的后视镜风噪优化专题会就开了五次,造型当面对接了4次;UNI-K整个开发阶段发布造型数据超过77版,技术人员通过CAE技术手段对造型持续优化迭代,使得风噪性能逐步提升;整个开发计算方案超过300个,涵盖了迎风和横风的工况,涉及风噪、侧窗风振和天窗风振性能,最大限度提升驾驶舒适性。以后视镜为例,到工装车出来仍在进行造型优化,再开发后期仅后视镜提出方案就超过了30个。

  另外针对整车热管理,UNI-K设计开发采用了完善的热管理闭环体系策略,首先基于整车热管理开发需求,建立包括空调、冷却、动力、制动及热保护系统的整车热管理系统架构;其次采用DOE、1D/3D联合仿真、RBM高精度风扇模型等有效技术手段进行精准仿真,最后通过多学科优化、多属性平衡及动态管控热管理性能目标表、方案成本目标表、布置及材料约束表等实现整车热管理综合性能最优。

  通过完善的整车热管理CFD闭环体系策略,实现了UNI-K整车热管理精准管理,确保UNI-K车型提前规避了所有热管理风险项,无产生任何后期设计变更。确保了工装车热害试验一次性无整改通过,极大提升了研发效率。

悬挂性能优化
工程是一门取舍的艺术

  常言道“工程是一门取舍的艺术”,放在汽车工程上更是如此。

  产品开发过程中性能平衡迭代效率低、目标兼容性冲突以及车身轻量化等都是难点问题,多学科性能集成优化平台综合考虑NVH、CFD、强度耐久、行驶性能和碰撞安全等多个领域相关性能、冲突性能以及关重性能的集成,通过并行云端仿真、模型降阶表征、大数据挖掘和多学科集成优化等关键技术,从而解决各学科性能之间的冲突问题,同时缩短研发周期、减少样车和人力投入并最终达到性能、成本、轻量化等因素的平衡。目前,长安已经建立了车身结构副车架、梁系、闭合件、焊点布置等近30项多学科优化设计流程,初步实现了多学科集成优化体系的构建。

  以车辆过减速带时悬架产生的颤振为例,如果颤振控制得不够好,会给顾客留下车子松散、品质不高多的感觉。很多车企的做法是单独优化颤振性能,但这样做又会引起NVH性能的恶化,如“按下葫芦浮起瓢”,最后只好对性能控制选择保守设计。

 

  而长安是国内率先自主开发颤振集成分析流程的车企,这套分析流程也是目前国内最完善的解决方案。通过CAE手段,基于数字样车同时对颤振和怠速振动进行多学科多目标控制,通过多样本分析和大数据挖掘,设计出最佳匹配方案,将颤振和怠速振动性能同时控制在优秀水平。

小结

  长安凭借着军工的过硬品质在中国汽车市场上早已站稳了脚跟,但是面对层出不穷的新竞争者,长安必须拥有更加强大的研发能力。为了打造UNI-K这款重磅车型,长安可以说用上了当今汽车研发最先进的技术,包括电脑模拟仿真、热管理系统和产品开发过程中的优化等,均做到了自主品牌中的领先水平,甚至比一些合资品牌更加优秀。凭借着这样过硬的研发能力,也就不难理解长安UNI-K在上市短短几天就获得如此多的客户青睐了。(图/文:太平洋汽车网 赵信杰)

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    赵信杰 编辑

    是模拟车手,不是键盘车神

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