冬季试验是任何汽车开发周期中不可或缺的一部分，设计人员可通过在极低的温度条件下对最新的汽车产品及技术进行验证。长期以来，吉凯恩（GKN）汽车公司的瑞士团队坚持对其旗下车型品牌的传动系统开展冬季试验。
为了使车辆具有最佳性能，必须使其通过最恶劣的环境考验。阿尔耶普卢格（Arjeplog）地区并不为多数人所熟知，但是对于汽车领域的从业人员而言，在这个遥远的极寒地区，可有效对汽车动力总成技术和驾驶动态性能进行有效验证。
Colmis试验场是用于汽车冬季试验的场所之一，广阔的陆地和湖泊提供了大量的冰雪跑道。在此处，供应商和汽车制造商不断挑战严寒，并对其产品及技术进行微调，同时可在具有低摩擦系数的特定跑道上试验其最新产品。从每年的1月到3月，气温会明显下降，当广阔的湖面上至少具有1米厚的冰层后，试验工作才会真正开始。
对于GKN旗下的车型品牌而言，其传动系统已逐步采用了电气化技术，同时可以看到GKN在该领域的业务相比2019年增长了141%。
近年来负责GKN汽车产品电气化动力总成（e-powertrain）的总监Andreas Mair对此解释道，冬季试验的第1个目的是在低温和低摩擦系数工况下，测试GKN的产品和功能。设计人员可在此类条件下对控制器进行标定及优化，此地确实是1处能开展长时间试验的理想场所。
在冬季，Arjeplog地区的温度可低至-40℃，正好可用于测试车辆的操控性，该项指标对于电动汽车电驱单元电池系统的热管理尤为重要。
冰上轻驰
通过冬季试验，公司可为当前客户开发最新产品，并对其进行优化，同时可使汽车制造商或初创公司更倾向于采购某家供应商的特定产品。
GKN汽车公司的工程部副总裁Rainer Link对此谈到，如果想为客户解释公司产品的技术能力，当然可以使用1个漂亮的PPT进行演示，但许多客户是汽车领域专家，他们更希望对基于驾驶体验的详细情况有进一步了解。
GKN旗下有多款量产车型，每个车型可使用其家族车型的不同电动传动系统。大多被测试的汽车在具有较高摩擦系数的常规道路上可充分显示出其优势，但为了进一步显示出正常控制条件下的差异，试验车辆必须在具有较低摩擦系数的路面上进行测试，以此可提供较为重要的标定数据。
Colmis可提供多条试验跑道，其中1条为具有抛光冰面，且周长为1 250 m的环形跑道。除此之外，试验场内还有山路跑道及具有不同摩擦系数（split-mu）的其他跑道，从而为测试者提供了不断变化的路面环境，以此为零部件和动态测试提出了严峻考验。
Link对此解释道，对车辆进行高效控制非常重要。例如，在电驱单元中，如能在某种程度上控制电机扭矩，则无需使用制动系统即可使汽车处于稳定运行状态。对电动汽车而言，如频繁使用制动系统会相应减少总行驶里程。如果驾驶员不通过制动系统去对扭矩进行管理，则需要配备耦合系统，其能主动分配扭矩到相应的车轮上。
处理数字
通常，GKN每年会委派15～20位试验人员前往Arjeplog地区以开展冬季试验。在开展试验的3个月内，试验人员会收集行驶里程超过3 000 km的车辆数据。试验车辆可通过电子元器件以记录驾驶过程中的所有参数，然后由设计人员提取出标定数据。每台车每秒会产生近1 000个数据点，为了对所有数据进行充分统计及计算，设计人员对其软件进行了充分优化。
GKN可使用现有的汽车软件，如在控制和标定过程中使用Matlab和Simulink。但是在数据的处理功能方面，GKN旗下的设计人员专门开发了相应的算法。同时，Rainer Likn透露GKN公司目前正与1所大学及某家第三方企业合作开发人工智能（artificial）技术，以此在更快的速度下对系统进行测试。
技术高手
近年来，车辆技术领域最显著的变化是逐步引进了电气化系统。早期阶段，当设计人员专注于车辆的机械原理时，往往会对传动轴及低温下润滑脂（grease）的工作过程进行专门测试。目前，GKN旗下的设计人员更专注于全新技术的开发。随着电动车和混合动力汽车的不断推行，设计人员也逐步对冬季试验的项目进行了调整。从商业角度来看，GKN公司的研发重点正逐步转移到电气化技术领域，这意味着设计人员需要对更多的软件程序和调整模块进行测试，这是1项重大调整。
目前， GKN旗下的设计人员已对1台吉普自由侠（Renegade）进行了电动化调整，且与戴姆勒公司在混合动力技术领域开展了合作。未来，随着客户对绝缘栅双极型晶体管（IGBTs）和碳化硅（silicon carbide）的逐步接受，在车载电子元器件领域将会出现诸多技术突破。而在传统机械领域，Mair认为最重要的技术关键点将会来自于机油、润滑脂、密封件和磁铁等部件。
设计人员通过采用不同的工具，可对大数据、云端和虚拟环境进行充分利用。目前，设计人员正在开发新材料以增强产品的电气化性能并降低技术成本。试验也是开发预算的重要组成部分，由于所研究的内容有所不同，投入越多的技术，也会使产品成本变得更加更昂贵。在采用了多项全新技术的前提下，开发1台样车的成本可以从110万美元迅速提升到330万美元。但作为汽车领域的知名企业，GKN旗下的设计人员仍需要对此进行优化。
作者：JAMES BILLINGTON
整理：王少辉
编辑：伍赛特