面向未来的测试设施

非公路用设备行业瞬息万变，受到不断变化的法规、消费者需求和技术的影响。为了保持竞争力，原始设备制造商 (OEM) 需要重新思考其测试投资，注重灵活性和面向未来的能力，而不是固守单一解决方案。

20世纪后期，公路和非公路机械的测试实验室主要围绕内燃机展开，当时人们预期这些投资能够持续数十年。如今，这种信心已不复存在。电气化、混合动力系统、替代燃料和混合动力解决方案意味着原始设备制造商（OEM）需要应对一系列推进技术，而且往往是同时进行，这就需要更具适应性和模块化的测试设施。

这个位于汽车制造商主厂房外的模块化电池测试单元，体现了为适应电动汽车技术的快速发展而需要的灵活敏捷的测试基础设施。（图片：ACS）

应对变化

电气化转型对整个设备行业的测试基础设施需求产生了重大影响。这一转型同时涵盖多种推进技术，使得测试需求更加复杂。工程师们需要将重点放在电池化学、逆变器逻辑和电机转子定位等方面，而不是传统的燃油消耗和排放测量方法。

这一变化需要新的测试方法和设备。同样，替代燃料和混合动力解决方案也带来了独特的挑战，这些挑战与传统的内燃机（ICE）方法不兼容，无论原始设备制造商（OEM）选择投资哪种解决方案，都需要不同的测试要求。

环境和热测试的重要性日益凸显，因为制造商必须模拟高压电池或替代燃料系统的极端天气条件，而温度和湿度敏感性是至关重要的安全因素。以现代电池管理系统 (BMS) 为例，这是一种复杂的电子系统，负责监控数百个电池单元并保护电池免受损坏。验证 BMS 的性能需要在各种运行条件下进行严格的模拟，这体现了支持电气化进程所需的基础设施规模。

超越推进技术

推进技术是公路车辆研发的核心。然而，一股技术变革浪潮正在重塑人们对公路和非公路车辆的未来期望。人工智能 (AI) 和自动化可以提高运营效率，同时，各场所也在整合物联网 (IoT) 技术，以追踪设备并提升其效率。云计算在测试环境中日益重要，它能够确保数据采集过程可以对所有必要的测试和产品数据进行广泛的测量或控制。这种广泛的数字化转型影响着测试设施的方方面面。

自动驾驶和软件定义汽车的出现为制造商提供了新的机遇，使其能够改进设备以满足市场需求。然而，这些进步也给传统的测试方法带来了根本性的挑战，包括软件行为的不可预测性以及系统在发生故障后仍能持续运行的需求。这些挑战要求测试方法能够应对概率性的系统行为，因为一次测试通过并不能保证系统性能的持续稳定。

从人工智能和物联网到云计算，数字化转型正在重塑工程机械设备的设计和测试验证方式。（图片：ACS）

随着行业发展，监管政策的变化和消费者需求的波动加剧了测试设施规划的复杂性，也增加了测试的不确定性。行业面临着日益严格且分散的监管要求，例如美国环保署（EPA）制定的更严格的发动机排放标准，以及欧盟不断更新的电池和碳足迹法规。为了符合这些法规，制造商需要应对冗长的许可流程，适应不同地区的法律法规，并投资于先进的测试和文档编制，以满足频繁更新且因地域差异而有所不同的要求。因此，测试时间更加紧迫，迫使原始设备制造商（OEM）更快地完成测试。这就需要高效且灵活的测试方法。

为了保持领先地位，原始设备制造商 (OEM) 必须优先考虑测试空间的灵活性和效率。模块化方法可以容纳更多的通道、测量类型和更广泛的技术。

在当今快速发展的监管和技术环境中，过度依赖单一推进解决方案（无论是传统的内燃机还是新兴的电池系统）进行测试会带来重大风险。由于推进技术最终占据主导地位尚不明朗，为单一技术设计的设施可能很快就会过时，或者需要耗费巨资进行改造。传统的发动机测试实验室不得不投入数百万美元来满足氢燃料或电池电动推进系统的测试需求。这种缺乏灵活性的做法会导致制造商资产闲置，并且无法快速响应不断变化的客户需求或监管要求。

采用模块化方法打造面向未来的测试空间，有助于构建更灵活的环境，以应对持续增长和发展。模块化方法是指使用可组合、扩展或重新配置的独立模块来设计测试设施或系统，以满足不断变化的需求。每个模块都结构稳固、环境可控，既可独立运行，也可作为大型集成测试环境的一部分。

对于需要进行全面系统级验证的现代车辆而言，这种方法至关重要。模块化测试基础设施能够满足这些集成需求，同时保持灵活性，以适应系统架构的演进。例如，预留扩展空间的设计，可以快速添加新设备，最大限度地减少对现有基础设施的改造。此外，如果软件控制和数据采集也采用模块化方法，那么在关键工程设备的设计、工程和制造过程中，就能将适应未来需求的能力融入其中。

原始设备制造商 (OEM) 的测试越灵活，就能越快地适应行业方向的变化。产品开发团队、测试工程师和设施设计人员必须就当前的设施需求和未来的需求进行频繁沟通。这有助于设计人员和建造者构思出一个具有最大灵活性的设施。

不确定性即机遇

投资建设测试设施是一项长达二十余年的长期投入。因此，从一开始就将适应性纳入设计考量至关重要。能够应对监管不确定性、市场碎片化和技术快速变革的原始设备制造商 (OEM) 可以降低生命周期成本并保持竞争力。这种方法需要强大的基础设施和拥抱不确定性而非抵制不确定性的企业文化。企业若能将适应性作为贯穿所有阶段的战略要务，便可确保长期成功。

随着行业格局的转变，一家新型OEM柴油机测试设备表明，即使是传统的推进系统测试设施，其设计也越来越灵活，能够适应未来的需求和不断变化的法规。（图片：ACS）

编者按：本文最初发表于 2025 年 7 月的《电力发展》杂志。