混合动力汽车(hev)_论文

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1、混合动力汽车(HEV)比传统汽车增加了由电池、电机等组成的电力驱动(或发电)系统,兼具传统汽车及电动汽车的一些特征,故油耗测试有所特别。在测试传统车的转鼓试验台上补充一些装置,可进行HEV的油耗测试。  美国和日本的混合动力汽车及测试研究开展得较早,引领了HEV测试标准的发展。轻型HEV油耗测试方面,SAE以CARB的经验为基础,于1999年3月推出了SAEJ1711正式版。UNECE也发展了HEV测试方法。我国的轻型HEV能量消耗量试验方法[1]主要内容吸收了UNECE的测试方法,并补充了一致性方面的要求;此外,国家标准对电力测量仪器的精度等方

2、面要求更为严格。  SAEJ1711[2]及UNECEWP29法规里把HEV分成外接充电型HEV和非外接充电型HEV车型,并分别设计了试验方法。文中介绍了按照UNECE的测试方法对一款非外接充电型HEV进行油耗测试的测试系统、试验内容,并分析了试验结果。  二、测试系统及试验内容  试验在轻型车排放转鼓试验台上进行,测试系统包括转鼓试验台、CVS、气体分析仪系统等,增加了电力计及配套电流传感器,用于计量车载电池的充放电量。电力计配备两个电流传感器,分别测量动力电池两根主导线的电流值。利用该车厂商提供的CAN总线信号读取记录软件CanMoniter

3、,可读取HEV主电池的SOC等数据。  测试车辆A和B为2辆完全相同的HEV,进行NEDC1992(ECE EUDC)循环等循环工况试验共计30余次。  三、试验数据分析  (一)试验结果规律分析  1.NEDC1992循环工况下的油耗  NEDC1992循环油耗试验采用1个电流传感器测量电池正极主导线上电流,电力计对电流进行时间积分得出充放电量净值Q。图1为车辆3000km时进行NEDC1992试验的油耗及Q数值。数据点的分布显示出CVS测得的油耗与充放电量净值Q之间近似为线性关系。采用最小二乘法进行线性拟合,得到拟合线。此拟合线与纵轴的交点即

4、经过修正后的燃油消耗量,NEDC1992循环的修正后燃油消耗量为4.2L/100km。  通常,按照GB/T19753—2005进行HEV油耗试验,Q=-0.2~-0.3A·h左右。认证试验时,厂家需要向认证实验室提供图1所示拟合线的斜率。认证实验室进行1次试验,采用斜率和测得的Q值来对测得的油耗值进行修正。HEV油耗试验的预处理过程由2个NEDC循环组成,提供了较长的充放电调整过程,使初始SOC处在能使充放电净值接近于零的SOC附近,故预处理结束时的SOC一般不会过低或过高——这个SOC即正式测试步骤的初始SOC,所以,正式测试步骤Q值常处在零

5、附近。  NEDC1992循环工况油耗试验采用2个电流传感器来分别测量了主电池正负极导线的电流,对它们分别进行时间积分,得出Q1及Q2,平均值记为Q。燃油消耗量与Q关系与图1类似,修正后的油耗为3.93L/100km。  2.全国循环及北京循环工况下的油耗  根据该HEV车辆在北京等城市的道路试验速度数据(共计约12000km的数据)构建了两个各约1200s的循环工况,称为全国循环及北京循环。燃油消耗量与Q关系如图2所示。这两个循环数据点的分布也基本为线性关系,采用最小二乘法进行线性拟合,得到如图所示的拟合线。拟合线与Y轴的交点即经过修正后的燃油

6、消耗量:北京循环修正后的油耗为4.1L/100km,全国循环修正后油耗为4.4L/100km。  3.油耗修正处理方法分析  测试数据规律表明,在NEDC1992和其他一些循环工况下,HEV的主电池所储存(放出)的电能较为显着,所以油耗试验需要计入电能因素,测试过程比传统汽车复杂。假如测试结束时刻车辆主电池的SOC与测试初始时刻的SOC相等(理想状况),那么CVS测试系统测得的油耗值即此HEV的真实油耗值。但通常试验结束时刻车辆主电池的SOC与测试初始时刻的并不相等。  以Q代表△SOC,通过试验测得Q值和油耗值,然后参照油耗与Q之间的线性关系对

7、油耗值进行修正,即计算出Q=0所对应的油耗值,等价于理想状况下的油耗值。将“Q=0”等价为“△SOC=0”会引入一定的系统误差,因为电池充电和放电时能量转化效率均小于1。  在某次ECE循环试验里,电流值、充放电净值Q、△SOC的情况如图3所示。其中,△SOC由Can2monitor测得,Q由电力计测得。  以△SOC为X轴,Q为Y轴,各次试验的数据分布如图4所示。△SOC与Q之间近似为线性关系,散点的趋势线不经过原点,与原点存在一定距离,说明了“△SOC=0”与“Q=0”并不等同。规律线与纵轴的交点反映了该车△SOC=0对应Q≈-0.17A·h

8、。所以,若以“△SOC=0”为准则来修正油耗,则应该用图1中规律线与Q=-0.17A·h直线交点的纵坐标为修正后的油耗值,而不应以规律线

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