混合动力汽车测试评价方法及测试指标

混合动力电动汽车测试评价方法及测试指

标

混合动力电动汽车的动力总成主要由发动机，发电机，驱动电机，蓄电池以及变速器等构成。混合动力电动汽车按动力总成配置和部件的组合方式不同，可以将其分为串联式，并联式和混联式三种类型。

1 常见的测试评价方法

1.1 道路测试法

这是基于整车的测试方法，通过在实际道路进行实车测试来评价混合动力电动汽车性能的优劣。

道路测试分为安全性测试、噪声测试、动力性测试、能耗和排放测试（车载测试），这些测试均需要在专用试验场地上按规定的试验方法完成。该方法比较简单、直观。

使用该方法，试验结果可以很快地评价整车性能的优劣，为试验样车的参数标定、控制策略优化以及新车的开发提供可靠的试验依据，但是受温度和风速等外界干扰因素影响较大，道路测试方法的可控性和重复性较差。

1.2 底盘测功机法

底盘测功机试验也是从整车角度出发的测试方法，该方法通过负荷设定来精确模拟汽车在实际道路上的行驶阻力，以实现其道路行驶阻力在底盘测功机上的再现，这也是底盘测功机试验的关键，将对汽车的动力性和能耗排放等性能的研究产生直接影响。

与道路测试法相比，底盘测功机试验能够控制室内环境等可变因素，可以精确模拟多种典型行驶状况，试验结果重复性好，但是试验需要昂贵的试验设备，这对处于研发阶段的企业来说成本较高。

1.3 台架测试法

台架测试是把发动机、电动机/发电机、蓄电池及变速器等总成部件按照混合动力总成布置方案安装在发动机台架上，利用CAN 总线把台架测试控制系统与整车多能源控制器和各总成部件ECU连接起来。

实时测量混合动力总成的各项参数，控制动力总成的运行状态，并借助相关测试设备(如油耗仪、排放分析仪及电功率计等）完成动力性、燃油经济性、排放及噪声等整车性能测试试验。

台架试验受外界自然环境的限制较少，并可以使各零部件的布置不受整车总布置的限制。此外，台架测试还可以利用不同总成部件的模块化设计进行高效率的安装和调试，不仅减少了开发成本，而且大大缩短了混合动力总成的研发周期。

1.4 整车模拟法

整车模拟法是在台架测试系统基础之上，利用硬件在环仿真法(HIL)转换测试循环来对汽车整车性能进行评估的方法。

该方法首先把整车速度测试循环转化为发动机转速测试循环，并建立电动机/发电机、发动机、蓄电池或超级电容等部分的数字信号处理（DSP）模型。

根据各总成部件控制系统的控制信号，DSP 模型模拟出汽车各总成部件的运行状态。在得出发动机的转速-转矩关系之后，利用发动机的效率MAP图来计算HEV在测试循环下的燃油经济性，并依据转换的发动机测试循环在台架上进行发动机试验，可测量得出HEV 在测试循环下的排放特性。整车模拟法是传统台架测试方法的改进，解决了发动机测试工况与整车行驶工况脱离的问题，测量精度较高。缺点是在采用HIL模拟中缺乏混合动力各总成部件的标准模型，通用性较差。

2 测试指标

根据标准中规定的试验程序进行试验，并确定不同的测试指标来对HEV 进行性能评价。与常规车辆相比，在不丧失动力性的条件下，HEV应具有更好的排放效果和燃油经济性。因此，在对HEV 进行性能评价测试时，混合动力总成首先在安全性和动力性方面达到法规要求；同时各个部件也要分别达到各件测试标准，在此基础之上再对其排放和燃油经济性能进行评价，确定其在节能减排方面的优劣。

2.1 整车测试指标

与传统汽车类似，整车评价的测试指标主要包括安全性、噪声、动力性、经济性和排放特性等。

安全性测试指标。主要从汽车结构和功能安全要求及故障维护等方面进行不同项目的检验。相应的评价指标在GB/T 19751-2005标准中进行了详细的规定。

噪声测试指标。同传统汽车一样，参照标准中规定方法进行，主要包括加速噪声、车内噪声、汽车定置噪声、匀速行驶噪声、轮胎噪声及发动机噪声等，车辆各种噪声是否达标，相应标准中都有限值要求。

动力测试指标。参照GB/T 19752 混合动力电动汽车动力性能试验方法进行。测试指标包括：

混合动力模式下的最高车速、0～100km/h 或0～50km/h 加速时间、30min 最高车速、爬坡车速、坡道起步能力以及最大爬坡车速。

纯电动模式下的最高车速、0～50km/h的加速时间、爬坡车速及坡道起步能力。

能量消耗量测试指标。主要包括燃油消耗和电能量消耗的测试，在测试中获得的蓄电池的电能量消耗量要转化成相应的油耗量，按1L燃油相当于3.02kWh 电量进行换算。

对于混合动力电动汽车能耗值的大小，国家标准中没有明确规定，只是作为汽车定型的参考。

排放测试指标。主要指的是对常规污染物（CO、HC、NO，以及颗粒物PM)的测量。目前，对于尾气污染物排放的检测，轻型混合动力电动汽车和重型混合动力电动汽车有不同的要求。

2.2 部件评价指标

除了对混合动力整车测试外，还需进行动力总成部件的测试，主要包括电池系统评价、电动机及其控制器的评价、发动机性能评价等。

HEV电池系统的检验类型主要包括出厂检验和型式检验，又根据蓄电池不同的类型(主要分为铅酸蓄电池、镍氢电池、锂电子蓄电池和锌空气蓄电池)进行不同的评价测试项目（如外观、质量及放电容量等）。

电动机及其控制器的检验类型主要有常规检验和型式检验，不同检验类型又包括不同的评价测试项目。

例如，常规检验进行电动机空载转速、耐电压、噪声、控制器过载能力及电压波动等项目，型式检验进行温度、湿度、温升及最高工作转速等检验项目。

作为动力总成的主要部件，发动机性能的好坏在很大程度上影响了整车的评价性能。其评价测试指标主要包括净功率、最大功率、外特性、负荷特性、油耗、ESC或ETC下常规排放污染物的测以及ELR烟度试验等。