一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试系统及方法，包括试验车辆、底盘测功机、尾气分析仪、电功率计、稀释通道、控制系统；控制系统与试验车辆的OBD系统、底盘测功机、尾气分析仪连接；试验车辆放置在底盘测功机上，底盘测功机通过设定的对应车型的循环曲线，用于重复性模拟整车行驶情况。本发明专利技术有益效果：本发明专利技术提出一种重型混合动力电动汽车底盘测功机能耗排放联合测试方法，为重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试监管提供了手段，填补了重型混动车在整车方面的能耗排放联测方法的空白。本发明专利技术可指导企业进行开发，对提高重型混动汽车能耗排放双达标率和试验结果的准确性具有积极意义。结果的准确性具有积极意义。结果的准确性具有积极意义。

【技术实现步骤摘要】
一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试系统及方法


[0001]本专利技术属于重型整车能耗、排放测试领域，尤其是涉及一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试系统及方法。

技术介绍

[0002]混合动力汽车通过合理的参数匹配、控制策略制定以及优化控制，使车辆在实际应用中不仅具有了传统内燃机汽车行驶里程远的特点，而且还具有纯电动汽车高效、清洁的优势，是目前汽车行业最具实际发展意义的新能源汽车。混合动力汽车利用混动技术使发动机始终持续工作在高效稳定的区域，提高了发动机的可靠性、动力性和经济性。并且，发动机与电机的协同控制，也保证了车辆在起动和高负荷阶段具有充足的动力来源。另外在节能优势方面，混动技术应用在重型车上的节能效果及单车碳排放要明显优于乘用车。
[0003]2020年欧洲中型商用车、轻型商用车和重型客车中混合动力车型占比分别为22％、15％和35％，这一趋势主要是由于碳排放法规加严导致。国内方面随着新能源政策补贴退坡和能耗法规进一步加严，针对新能源汽车可能要实施的双积分政策，以及物流车和城市客车低碳化目标的发展趋势，都对传统车的发展带来了一定冲击。同时随着混动技术发展以及部件成本的降低，重型混动汽车市场预计会继续扩大。因此在低碳化目标发展的背景下，加快推广新能源汽车的应用，对降低汽车产业能源消耗量，实现汽车行业目标工作具有积极作用。
[0004]由于目前GB 17691
‑
2018标准中对混动车的测试要求主要采用传统发动机的认证测试方法进行，而WHTC/WHSC的认证工况与混动车实际运行工况不统一，试验室发动机台架认证结果不能有效评估混动车实际的排放能耗水平，并且发动机台架测试方法不能有效保证混动车实际运行时能耗、排放双达标，因此基于底盘测功机开展混动车整车能耗
‑
排放联合测试方法研究十分必要。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试系统及方法，该方法可用于装用压燃式、气体燃料点燃式发动机的重型混合动力电动汽车新车出厂检验、在用车排放符合性检查。本方法为环保部门、检测机构、企业生产厂家提供了一种适用于重型混合动力汽车的能耗排放监管方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]第一方面本方案公开了一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试系统，包括试验车辆、底盘测功机、尾气分析仪、电功率计、稀释通道、控制系统；
[0008]控制系统与试验车辆的OBD系统、底盘测功机、尾气分析仪连接；
[0009]试验车辆放置在底盘测功机上，底盘测功机通过设定的对应车型的循环曲线，用于重复性模拟整车行驶情况；
[0010]稀释通道连接试验车辆的排气筒部位，稀释通道靠近排气筒一端连接有稀释空气
过滤系统，通过稀释空气过滤系统对空气过滤后混合至释通道内；
[0011]稀释通道连接尾气分析仪以及多个信息采集单元；
[0012]电功率计用于在排放测试的过程中测试试验车辆动力电池的充放电量情况，用于判定电池的电量状态；
[0013]OBD系统用于读取发动机的运行数据，计算输出功率。
[0014]第二方面本方案公开了一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试方法，基于权利要求1所述的一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试系统，包括以下步骤：
[0015]S1、试验车辆准备：对车辆基本状态进行检查，确保车辆没有影响发动机排放的故障；
[0016]S2、试验设备安装：将车辆固定在底盘测功机上，将电功率测试设备、尾气分析设备和OBD测试设备正确连接到被测车辆；
[0017]S3、将车辆运行模式调整为混动模式，并进行放电过程；
[0018]S4、放电过程完成后，进入电量平衡判定过程，此时每一个行驶循环完成后，在进行下一个行驶循环之前，计算循环NEC和循环总驱动能量，通过 NEC相对变化量判定是否继续进行试验，所述NEC为净能量变化量；
[0019]S5、直到至少有三个循环满足NEC相对变化量绝对值≦15％且NEC分别至少存在一正一负时，试验结束；
[0020]S6、试验结果计算。
[0021]进一步的，在步骤S3中，对于外接充电型混合动力电动汽车，车辆需要在底盘测功机上连续行驶，直至发动机启动为止，完成放电过程；
[0022]对于非外接充电型混合动力电动汽车，不进行放电过程处理。
[0023]进一步的，在步骤S4中，放电过程完成后车辆继续按照底盘测功机预设的行驶循环行驶，此时车辆进入能量调整阶段，分别测得每个循环储能装置的NEC和循环总驱动能量，通过定义NEC的相对变化量，判定是否达到电量平衡阶段。
[0024]进一步的，NEC的相对变化量为每个试验循环过程中，车辆储能装置净能量的变化量占循环总驱动能量的百分比，用公式(1)表示：
[0025][0026]式中，NEC表示净能量的改变量，单位kWh，动力蓄电池充电为正值，放电为负值；
[0027]NEC的计算公式如下：
[0028]NEC＝k
×
∫Pdt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0029]P＝k1×
U
×
I
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0030][0031]式中：k表示单位换算系数为10
‑3，单位kW/W；P表示动力蓄电池的放电功率，单位Wh；t表示时间，单位s；k1表示单位换算系数，3600
‑
1，单位h/s；U表示动力蓄电池的端电压，单位V；I表示动力蓄电池的端电流，单位A；η
充电
表示动力蓄电池的充电效率，本试验采用镍氢电池为96％；I
充电
表示输入动力蓄电池总线的电流，单位A；η
放电
表示动力蓄电池的放电效
率； I
放电
表示输入动力蓄电池总线的电流，单位A；循环总驱动能量的计算采用底盘测功机的方法确定。
[0032]进一步的，在步骤S5中，试验过程中采用底盘测功机实时测量轮边驱动力，根据公式(5)计算得到循环总驱动能量，单位kWh：
[0033]循环总驱动能量＝∫k3×
F
×
Vdt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0034]式中，k3表示单位换算系数为(3.62×
106)
‑1，单位kWh/J；F表示底盘测功机实时测量的轮边驱动力，车辆驱动力为正，当车辆驱动力为负值时取 0，单位N；V表示实时测量的车辆速度，单位km/h；t表示时间，单位s；
[0035]从NEC相对变化量的绝对值小于等于15％的循环开始，判定为电量平衡阶段的开始，如公式(6)所示：
[0036][0037]进一步的，在电量平衡阶段，同时进行能耗和排放的测试，电量平衡阶段至少进行三个行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试系统，其特征在于：包括试验车辆(12)、底盘测功机(9)、尾气分析仪(6)、电功率计(1)、稀释通道(5)、控制系统(8)；控制系统(8)与试验车辆(12)的OBD系统(11)、底盘测功机(9)、尾气分析仪(6)连接；试验车辆(12)放置在底盘测功机(9)上，底盘测功机(9)通过设定的对应车型的循环曲线，用于重复性模拟整车行驶情况；稀释通道(5)连接试验车辆(12)的排气筒部位，稀释通道(5)靠近排气筒一端连接有稀释空气过滤系统(7)，通过稀释空气过滤系统(7)对空气过滤后混合至释通道内；稀释通道(5)连接尾气分析仪(6)以及多个信息采集单元；电功率计(1)用于在排放测试的过程中测试试验车辆(12)动力电池(10)的充放电量情况，用于判定电池的电量状态；OBD系统(11)用于读取发动机的运行数据，计算输出功率。2.一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试方法，基于权利要求1所述的一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试系统，其特征在于，包括以下步骤：S1、试验车辆准备：对车辆基本状态进行检查，确保车辆没有影响发动机排放的故障；S2、试验设备安装：将车辆固定在底盘测功机上，将电功率测试设备、尾气分析设备和OBD测试设备正确连接到被测车辆；S3、将车辆运行模式调整为混动模式，并进行放电过程；S4、放电过程完成后，进入电量平衡判定过程，此时每一个行驶循环完成后，在进行下一个行驶循环之前，计算循环NEC和循环总驱动能量，通过NEC相对变化量判定是否继续进行试验，所述NEC为净能量变化量；S5、直到至少有三个循环满足NEC相对变化量绝对值≦15％且NEC分别至少存在一正一负时，试验结束；S6、试验结果计算。3.根据权利要求2所述的一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试方法，其特征在于：在步骤S3中，对于外接充电型混合动力电动汽车，车辆需要在底盘测功机上连续行驶，直至发动机启动为止，完成放电过程；对于非外接充电型混合动力电动汽车，不进行放电过程处理。4.根据权利要求2所述的一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试方法，其特征在于：在步骤S4中，放电过程完成后车辆继续按照底盘测功机预设的行驶循环行驶，此时车辆进入能量调整阶段，分别测得每个循环储能装置的NEC和循环总驱动能量，通过定义NEC的相对变化量，判定是否达到电量平衡阶段。5.根据权利要求4所述的一种重型混合动力电动汽车能耗排放联合测试方法，其特征在于：NEC的相对变化量为每个试验循环过程中，车辆储能装置净能量的变化量占循环总驱动能量的百分比，用公式(1)表示：式中，NEC表示净能量的改变量，单位kWh，动力蓄电池充电为正值，放电为负值；NEC的计算公式如下：NEC＝k
×
∫Pdt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
P＝k1×
U
×
I
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中：k表示单位换算系数为10
‑3，单位kW/W；P表示动力蓄电池的放电功率，单位Wh；t表示时间，单位s；k1表示单位换算系数，3600
‑
1，单位h/s；U表示动力蓄电池的端电压，单位V；I表示动力蓄电池的端电流，单位A；η
充电
表示动力蓄电池的充电效率，本试验采用镍氢电池为96...

【专利技术属性】
技术研发人员：高东志，李刚，纪亮，景晓军，包俊江，柳东威，许丹丹，邸少伟，刘麟，李明宣，赵健福，冯钟辉，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：