GB/T-英文版

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重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法

Testmethodsforenergyconsumptionofheavy-dutyhybridelectricvehicles

1范围

本文件规定了重型混合动力电动汽车在底盘测功机上进行能量消耗量试验的试验方法。

本文件适用于最大总质量超过kg的混合动力电动汽车,包括货车、半挂牵引车、客车、自卸汽车和城市客车。混凝土搅拌运输车可参照自卸汽车相关测量方法,其他专用运输车可参照货车相关测量方法执行。

本文件适用于能够燃用汽油或柴油的车辆,其他燃料类型车辆可参照执行。

本文件不适用于专用作业汽车,包括厢式专用作业汽车、罐式专用作业汽车、专用自卸作业汽车、仓栅式专用作业汽车、起重举升专用作业汽车及特种结构专用作业汽车等。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)GB/T.1汽车和挂车类型的术语和定义

GB/T汽车道路试验方法通则

GB/T机动车辆及挂车分类

GB—重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)GB.6—轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)GB/T电动汽车术语

GB/T重型商用车辆燃料消耗量测量方法

GB/T.2—中国汽车行驶工况第2部分:重型商用车辆

3术语和定义

GB/T.1、GB/T、GB/T及GB/T.2—界定的术语和定义适用于本文件。

4净能量改变量(NEC)的计算方法

4.1一般要求

车辆移动及试验过程中应监测可充电储能系统(REESS)的能量变化。

4.2NEC的确定

4.2.1动力蓄电池的NEC

动力蓄电池的NEC按照公式(1)~公式(3)计算:

NEC———净能量改变量,单位为千瓦时(kWh);

k　　———单位换算系数,10-3,单位为千瓦每瓦特(kW/W);

P　　———动力蓄电池的放电功率,单位为瓦特(W);

t　　———时间,单位为秒(s);

k1　　———单位换算系数,-1,单位小时每秒(h/s);

U———动力蓄电池的端电压,单位为伏特(V);

V———动力蓄电池的端电流,单位为安培(A);

ηc　　———动力蓄电池的充电电量效率;

Ic　　———输入动力蓄电池总线的电流,单位为安培(A);Id　　———输出动力蓄电池总线的电流,单位为安培(A);ηd　　———动力蓄电池的放电电量效率。

充电和放电电量效率的取值见附录A中A.1。

4.2.2超级电容器的NEC

超级电容器的NEC按照公式(4)计算:

k2———单位换算系数,000-1,单位为千瓦时每瓦秒(kWh/Ws);C———超级电容器的额定电容量,单位为法拉(F);

Ue———试验循环结束时超级电容总线的电压,单位为伏特(V);Ub———试验循环开始时超级电容总线的电压,单位为伏特(V)。

4.3NEC的相对变化量的确定

NEC的相对变化量定义为换算到轮边的NEC与循环总驱动能量的比值,按照公式(5)计算:

NECre———NEC的相对变化量;

ηtr　　———传动效率,推荐值83;

Ecycle———循环总驱动能量,单位为千瓦时(kWh),按照GB.6—附件CE.5的相关规定,通过公式(4)的单位换算系数k2计算得到。

根据汽车生产企业建议并经由检验机构确认,ηtr可替换为汽车生产企业推荐值,此时ηtr应在试验报告中注明。

5试验循环

5.1按照GB/T.2—中附录A规定的中国重型商用车辆行驶工况(CHTC)测量车辆的燃料消耗量。其中,城市客车采用CHTC-B行驶工况;客车(不含城市客车)采用CHTC-C行驶工况;货车(不含自卸汽车)采用CHTC-LT(GVW≤kg)或CHTC-HT(GVWkg)行驶工况;自卸汽车采用CHTC-D行驶工况;半挂牵引车采用CHTC-TT行驶工况。

5.2若车辆的最高车速小于CHTC的最高车速,在目标车速大于车辆的最高车速时,按照

GB.6—附件CA.5的规定对试验循环进行修正。

6试验准备

6.1试验条件

6.1.1推荐环境温度为(23±5)℃,经汽车生产企业建议并经由检验机构确认,环境温度范围可放宽至5℃~35℃。试验过程中及试验开始、结束时,温度不能超出此范围,实际环境温度应在试验报告中注明。

6.1.2试验场所应配备动力蓄电池通风和冷却的装置,飞轮防护罩,防高压安全装置,以及其他必要的安全防护设施。试验时,可以使用一个定转速风机把冷却空气导向车辆,以保证发动机工作温度满足生产企业的要求。风机仅可在车辆运行时工作,而车辆停止时应关闭。

6.2车辆数据的预先收集

6.2.1试验之前,应按照附录B的内容详细地记录车辆参数。

6.2.2任何与基本程序不同的内容,如试验车辆以不同于混合动力电动汽车工作模式运行,应完整地记录以备后续试验再现此试验过程。

6.3车辆条件

6.3.1磨合

试验之前,车辆应按照汽车生产企业的规定进行磨合,或磨合不超过km。

6.3.2车辆状态

试验前应对车辆状态进行检查:

———试验车辆性能应当符合汽车生产企业的规定,能够正常行驶。

———应根据汽车生产企业的规定调整发动机、电机和车辆操纵件。

———如果车辆的冷却风扇为温控型,应使其保持正常的工作状态,乘客舱的空调系统应当关闭。

6.3.3试验车辆载荷

6.3.3.1对于城市客车,应在65最大设计装载质量状态下进行试验,道路负荷的设定参照GB/T规定的滑行试验进行,根据汽车生产企业建议并经由检验机构确认,道路负荷的设定也可以基于GB/T规定的行驶阻力系数推荐方案插值计算进行,或在最大设计总质量状态下进行试验,道路负荷的设定参照GB/T规定的滑行试验或行驶阻力系数推荐方案进行;对于其他重型商用车辆,应在最大设计总质量状态下进行试验,道路负荷的设定参照GB/T规定的滑行试验或行驶阻力系数推荐方案进行。

6.3.3.2乘员质量及其装载要求按照GB/T的相关规定进行。

注:对于半挂牵引车,本文件中最大设计总质量指汽车列车最大质量。

6.3.4轮胎压力

试验开始之前,轮胎压力应设定为车辆在底盘测功机上建立道路阻力系数时的压力值,而且不能超过汽车生产企业的规定范围。

6.3.5换挡

6.3.5.1驾驶员应当通过使用加速踏板的适当操作或/和换挡转速的准确选择以实现试验循环所规定的车速与时间的对应关系。应当避免车速变化比理论车速平缓,或有过度的加速踏板扰动的情况,以免引起试验的无效性。

6.3.5.2加速过程应当根据汽车生产企业建议进行平稳加速。对于手动变速箱,驾驶员应当在最短的时间内完成换挡过程。如果车辆不能以指定的速度加速,那么车辆应当在最大油门踏板下运行直到车速跟踪上理论车速要求。

6.3.6公差

6.3.6.1若车辆最高车速不小于CHTC的最高车速,应按照5.1规定的试验循环进行试验,试验循环的速度公差和时间公差应满足图1给出的公差和基准曲线的要求。图1中的每一个点给出的速度公差为±3km/h,时间公差为±1s。在每个试验循环中,允许超出公差范围的累计时间不超过15s。在试验报告中应注明超出公差的总时间。

图1基准曲线和公差

6.3.6.2若车辆最高车速小于CHTC的最高车速,应按照5.2规定的试验循环进行试验。试验循环的速度公差、时间公差以及超出公差范围的累计时间按照6.3.6.1的规定进行。对于超过车辆最高车速的部分,应将加速踏板踩到底,允许车辆实际车速超过速度公差上限,但应满足速度公差下限的要求。

6.3.6.3若车辆无法满足试验循环的公差要求,汽车生产企业可向主管部门申请该车型为特殊车型,并提供相关资料。

6.3.7其他车辆设置

如果车辆有制动能量回收的功能,试验时应当采用与实车相同的控制策略。如果车辆配备了防抱死制动系统(ABS)、驱动力控制系统(TCS)或电子制动系统(EBS),并且在单轴驱动的底盘测功机上进行试验,这些系统有可能会误把未安置于轮鼓上的不转动的车轮当作故障系统,此时应进行屏蔽以获得正常的系统工作。

6.3.8试验燃料

6.3.8.1试验用燃料应符合汽车生产企业规定,采用符合GB.6—附录K要求的基准燃料或符合相关国家标准规定的市售车用燃料。

6.3.8.2按照GB/T测定燃料密度。

6.3.8.3采用碳平衡法计算燃料消耗量时,假定汽油和柴油的氢-碳比分别为1.85和1.86。

6.4REESS的失效应当将失效的REESS修复、更换并进行平衡,然后重新进行试验。

6.5滑行阻力的测量及底盘测功机的技术条件

滑行阻力的测量及底盘测功机的技术条件应符合GB/T的相关要求。

6.6试验设备

试验设备和精度要求如下。

———用于测量车辆速度和距离的试验仪器(如非接触式车速仪),车速的测量精度不低于±0.2km/h,时间的测量精度应不低于±0.1s。燃料消耗量、能量消耗量、车速和时间的测量装置应同步起动。

———用于实时显示试验循环理论车速和实际车速,指导驾驶员调整车辆行驶速度的辅助司机助显示屏幕。应记录实际行驶车速和理论车速,记录频率不得低于1Hz。

用于测量燃料消耗量的设备,使用碳平衡法,设备和精度应符合GB—的相关要

求;或使用油耗仪法,油耗仪精度不低于±0.5测量值;或使用称重法,天平精度不得低于

———用于测量电压的设备,精度不低于±0.5最大测量值,或±0.2FS;工作频率不得低于

20Hz。

———其他可以满足电量消耗量试验功能要求的设备,经主管部门认可,可以用于试验,但精度不得

GB—的相关要求;或使用气耗仪,精度应不低于±0.5测量值。

7试验程序

7.1车辆驱动系统的启动和预运行

7.1.1本文件推荐车辆在关闭空调的状况下进行能量消耗量的试验。其他车辆正常使用过程中非必须用到的车载附件,在试验时应当被断开或屏蔽。

7.1.2车辆的驱动系统应当按照汽车生产企业提供的用户手册推荐的启动程序进行启动。

7.1.3试验车辆在进行试验前可进行试验循环的预运行,以使驾驶员熟悉车辆状况及熟练车辆操作。

7.2试验流程

7.3不可外接充电式混合动力汽车(NOVC-HEV)的试验程序

7.3.1REESS的预置

对于NOVC-HEV,车辆REESS应处于汽车生产企业规定的正常使用的荷电状态(SOC),否则应根据汽车生产企业的要求,通过车外充电或使用车载发动机的方式将REESS预置和调整到正常使用的SOC。

7.3.2试验程序

车辆按照试验循环进行试验,每完成一次试验,可根据需要关闭点火锁进行浸车,浸车时间应不超过30min。试验应连续进行,如果在未完成试验前,进行了非试验的行驶,则试验无效,需重新进行试验。

7.3.3试验循环的次数及其处理

要求进行至少3次试验循环,根据8.7.2.1及8.7.2.2的规定,判定试验结果是否有效、试验次数是否充分。如果试验车辆连续运行多个试验循环后仍无法8.7.2.1及8.7.2.2的要求,根据汽车生产企业建议并经由检验机构确认,可运行特定的试验循环数量后结束试验,对于城市客车和自卸汽车,该试验循环数量为12,对于其他重型商用车辆,该试验循环数量为6。经汽车生产企业建议,可适当增加试验循环数量。

7.4可外接充电式混合动力汽车(OVC-HEV)的试验程序

7.4.1REESS的预置

7.4.1.1总则

对于OVC-HEV,在进行首次试验前,应对车辆进行充电。除非汽车生产企业或REESS生产企业有其他的规定,REESS的充电可以按照7.4.1.2和7.4.1.3的规定进行。

7.4.1.2REESS的放电

根据汽车生产企业的建议,在进行REESS的充电前可先对REESS进行放电,放电程序应根据汽车生产企业的建议规定的程序进行REESS放电。汽车生产企业应保证放电结束后REESS的剩余能量应不超过SOC的20或汽车生产企业设定的SOC故障报警值。

7.4.1.3REESS的充电

7.4.1.3.1常规充电

应使用传导充电的方式对REESS进行充电,若车辆同时存在直流和交流的充电方式,应根据汽车生产企业的建议选择。REESS推荐在6.1.1规定的环境温度下,使用下列方式之一进行充电:

a)车载充电器(如装有);

b)由汽车生产企业建议的外接充电器,使用正常模式。

上述的充电程序不包括任何自动或手动启动的特殊充电程序,如均衡充电模式或维护模式。汽车生产企业应声明,在测试过程中没有进行特殊充电程序。实际销售车辆具备的无需进行额外操作的充电策略不认为是特殊充电程序,汽车生产企业应提供相关的证明文件。

7.4.1.3.2充电结束的标准

当车载或外部仪器显示REESS已完全充电时,判定为充电完成。如果车载或者外部仪器发出明显信号提示REESS没有充满,在这种情况下,最长充电时间为:3×汽车生产企业规定的REESS能量(kWh)/供电功率(kW)。

7.4.2包含纯电动工作模式的OVC-HEV的试验程序

7.4.2.1一般要求

7.4.2.1.1包含纯电动工作模式的OVC-HEV,指可以在满足6.3.6的条件下以纯电动工作模式完成一个试验循环的车辆。如果车辆的混合动力设计决定的或控制策略中设定的低于某车速下使用纯电模式工作,高于某车速使用混合动力模式工作的情况,不属于本文件中规定的包含纯电动工作模式的OVC-HEV,该类车辆应按照7.4.3的规定进行试验。

7.4.2.1.2纯电动工作模式既可以是以手动切换开关形式作为按钮布置在仪表台上,以加速踏板踩到底而车辆无法满足6.3.6规定的公差要求作为纯电动工作模式的结束;也可以是依据整车控制器自动过渡,以发动机自动启动作为纯电动工作模式的结束。

7.4.2.1.3包含纯电动工作模式的OVC-HEV的能量消耗量试验分为:纯电动续驶里程阶段,REESS能量调整阶段和电能量平衡运行阶段;如果试验车辆从REESS能量调整阶段开始,连续运行多个试验循环后仍无法达到7.4.2.5规定的电能量平衡运行阶段的结束条件,根据汽车生产企业建议并经由检验机构确认,可判定为不具有电能量平衡运行阶段,此时REESS能量调整阶段需运行特定的试验循环数量,对于城市客车和自卸汽车,该试验循环数量为12,对于其他重型商用车辆,该试验循环数量为6。经汽车生产企业建议,可适当增加试验循环数量。试验应连续进行,如果尚未完成全部的试验,车辆就进行了非试验的行驶,则试验无效,需重新进行试验。

7.4.2.1.4除非有其他的规定,每个试验循环允许浸车,浸车时间应不超过30min,浸车期间,需要关闭点火锁,关闭引擎盖,关闭试验台风机,释放制动踏板,不能使用外接电源充电。

7.4.2.2车辆的移动

7.4.2.2.1车辆充电完成的停放位置与试验场地不在一起的情况下,要求车辆以纯电动工作模式,用不大于30km/h的车速以匀速的方式移动到试验场地,从车辆充电地点移动到试验地点的最远距离不得超过3km。然后断电,关闭点火锁进行浸车,浸车时间应不超过15min。

7.4.2.2.2试验可以直接从冷态开始。

7.4.2.3纯电动续驶里程阶段(第一阶段)

7.4.2.3.1应按照第5章规定的试验循环进行试验。

7.4.2.3.2对于使用纯电动模式切换开关或自动切换纯电动工作模式的车辆,当车速无法满足6.3.6的规定,或发动机自动启动,或汽车生产企业规定的其他应结束试验的条件时,达到第一阶段试验结束的条件,将此时的循环序号计为n1+1。应迅速停车,然后断电,关闭点火锁进行浸车,浸车时间应不超过30min。

7.4.2.3.3

经汽车生产企业建议并经由检验机构确认,第一阶段试验可以提前结束。试验过程中由打没有对REESS充电。

7.4.2.3.4第一阶段试验结束后

7.4.2.4REESS能量调整阶段(第二阶段)

采用第5章规定的试验循环连续进行试验,并按照4.3计算各试验循环NEC的相对变化量,当出现绝对值不大于5的试验时,达到第二阶段的试验结束的条件,将此时的循环序号计为n2+1,第二阶段的试验包括n1+2~n2个试验循环。经汽车生产企业建议,可适当增加试验循环数量,当再次出现NEC的相对变化量的绝对值不大于5时,第二阶段的试验结束,将该次的循环序号计为n2+1。对于不具有电能量平衡运行阶段的车辆,按照7.4.2.1.3规定的试验循环数量要求连续进行试验直至试验结束,将试验结束时的试验循环序号记为n2。

7.4.2.5电能量平衡运行阶段(第三阶段)

采用第5章规定的试验循环连续进行试验,并按照4.3计算各试验循环NEC的相对变化量,在第n2+1个试验循环之后,当再出现两次NEC的相对变化量的绝对值不大于5的试验时,达到第三阶段的试验结束的条件。

7.4.2.6充电和电量测量

7.4.2.6.1试验结束后,车辆应在min内按照7.4.1.3.1的规定进行充电。当达到7.4.1.3.2的要求时,REESS充电结束。

7.4.2.6.2应在车辆REESS和供电设备之间安装电量测量设备,测量从外部电源充入的电量EAC以及充电时间,若车辆搭载车载充电机,则电量测量设备应安装在车载充电机和供电设备之间。当达到

7.4.1.3.2的要求时,停止电量测量。

7.4.3不包含纯电动工作模式的OVC-HEV的试验程序

7.4.3.1一般要求

7.4.3.1.1不包含纯电动工作模式的OVC-HEV的能量消耗量试验分为:REESS能量调整阶段和电能量平衡运行阶段;如果试验车辆从REESS能量调整阶段开始,连续运行多个试验循环后仍无法达到

7.4.2.5规定的电能量平衡运行阶段的结束条件,根据汽车生产企业建议并经由检验机构确认,可判定

为不具有电能量平衡运行阶段,此时REESS能量调整阶段需运行特定的试验循环数量,对于城市客车和自卸汽车,该试验循环数量为12,对于其他重型商用车辆,该试验循环数量为6。试验需连续进行,如果尚未完成全部的试验,车辆就进行了非试验的行驶,则应重新进行试验。

7.4.3.1.2除非有其他的规定,每个试验循环允许浸车,浸车时间应不超过30min,浸车期间,需要关闭点火锁,关闭引擎盖,关闭试验台风机,释放制动踏板,不能使用外接电源充电。

7.4.3.2车辆的移动

7.4.3.2.1车辆充电完成的停放位置与试验场地不在一起的情况下,要求车辆尽量使用不大于30km/h的车速以匀速的方式移动到试验场地,从车辆预置地点移动到试验地点的最远距离不得超过3km。然后断电,关闭点火锁进行浸车,浸车时间应不超过15min。

7.4.3.2.2试验可以直接从冷态开始。

7.4.3.3REESS能量调整阶段

按照7.4.2.4的规定进行试验。

7.4.3.4电能量平衡运行阶段

按照7.4.2.5的规定进行试验。

7.4.3.5充电和电量测量

按照7.4.2.6的规定测量从外部电源充入的电量EAC以及充电时间。

8数据记录和结果

8.1环境数据

记录试验开始与结束时的环境温度、大气压力。

8.2燃料密度

试验开始前应记录燃料密度。

8.3SOC、动力蓄电池电压、超级电容器电压记录REESS在试验开始和结束时刻的SOC、动力蓄电池电压或超级电容器电压。

8.4行驶距离

测量和记录车辆在底盘测功机上的实际行驶距离。

8.5燃料消耗

采用碳平衡法、油耗仪法或称重法测量燃料消耗,单位为L;对于燃用天然气的车辆,单位为kg。

8.6NEC的计算

按照4.2的相关规定计算车辆各个试验循环的NEC及总的NEC。

8.7试验结果

8.7.1一般要求

对于NOVC-HEV,能量消耗量试验结果应当表示为:燃料消耗量(单位L/km,数值修约至小数点后2位)和电量消耗量(单位Wh/km,数值修约至整数)。对于OVC-HEV,能量消耗量试验结果应当表示为:燃料消耗量(单位L/km,数值修约至小数点后2位)、电量消耗量(单位Wh/km,数值修约至整数)和第一阶段续驶里程(单位km,数值修约至整数)。对于燃用天然气的车辆,燃料消耗量单位为kg/km。如果试验循环根据GB.6—附件CA.5进行修正,则试验报告中应对车辆最高车速进行说明。

8.7.2NOVC-HEV的试验结果

8.7.2.1试验有效的判定条件以NEC的相对变化量的绝对值作为判定条件,确定试验结果是否有效,是否需要对燃料消耗量进行SOC的修正。判定原则如下。

8.7.2.2.1采用线性插值法得到电量消耗量为0时的燃料消耗量。至少进行3次试验以确保有足够的数据对SOC进行修正。应至少有1次NEC试验结果为正值、1次NEC试验结果为负值,否则应适当增加试验次数。若满足试验循环修正的试验次数大于3次,根据汽车生产企业建议并经由检验机构确认,在进行线性插值法时可删除其中的某次或某几次试验结果。

8.7.2.2.2用线性相关系数R2判定试验结果的有效性。当R2不低于0.8时,线性回归结果有效,试验结果仅包含燃料消耗量;当R2低于0.8时,线性回归结果无效,应增加试验次数。

8.7.2.3试验结果的特殊处理

如果试验车辆连续运行多个试验循环后仍无法符合8.7.2.1及8.7.2.2的要求,则试验结果应包含燃料消耗量和电量消耗量。按照7.3.3的相关规定运行特定的试验循环数量,对各个循环的燃料消耗量和电量消耗量结果取平均,得到车辆的试验结果。

8.7.3OVC-HEV的试验结果

8.7.3.1包含纯电动工作模式的OVC-HEV

8.7.3.1.1一般要求

包含纯电动工作模式的OVC-HEV的能量消耗量首先需要对各个阶段的试验结果分别进行处理,然后依据附录C规定的UF系数进行车辆综合能量消耗量的计算。

8.7.3.1.2第一阶段

8.7.3.1.2.1燃料消耗量

按照公式(9)计算第一阶段的燃料消耗量:

EAC　　———按照7.4.2.6的规定测量得到的来自外部电源的电量,单位为瓦时(Wh);

NECtot———从试验开始直至试验结束,包括试验前和试验后车辆的移动过程REESS的净能量改变量,单位为千瓦时(kWh);

ECDC,c———基于REESS电量变化的第c个试验循环的电量消耗量,单位为瓦时每千米

8.7.3.1.3第二阶段

8.7.3.1.3.1燃料消耗量

8.7.3.1.3.2电量消耗量

按照公式(18)计算第二阶段的电量消耗量:

8.7.3.1.4第三阶段

对于包含电能量平衡运行阶段的车辆,按照8.7.2.1及8.7.2.2的规定计算第三阶段的燃料消耗量FCs3。

8.7.3.1.5车辆综合能量消耗量结果

8.7.3.1.5.1燃料消耗量

对于包含电能量平衡运行阶段的车辆,按照公式(19)计算车辆综合燃料消耗量:

8.7.3.1.5.2电量消耗量