摘 要:本文介绍了非外接充电型的HEV的能量油耗测试分析结果。HEV的油耗和充放电情况有很大的关系。运用充放电净值来修正油耗,能够得到HEV修正后的油耗值。补充修正步骤可以得到更真实的油耗值。
关键词:混合动力汽车 油耗 充放电净值 油耗修正
中图分类号:U467.4+98 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(b)-0103-01
1 测试系统及试验内容
在轻型车排放转鼓试验台上展开试验,测试内容有CVS、转鼓试验台以及气体分析仪等,为了测量车载电池的充放电量,增加了配套的电流传感器和电力计。两个电流传感器都配备了电力计,用来对动力电池中两根主导线的电流值进行测量。利用CAN总线信号可以读取和记录软件CanMoniter,能够读取主电池里的数据。将两辆完全相同的混合动力汽车(HEV)A和B拿来测试,试验了循环工况NEDC1992(ECE+EUDC)将近20次。
2 试验结果规律分析
2.1 NEDC1992循环工况下的油耗
NEDC1992循环油耗试验是通过1个电流传感器主导线上的电流的。通过对电流的时间积分得到充放电量净值Q。一般来说按照GB/T19753-2005进行HEV油耗测试得到的Q值在0.2～0.3SA·h左右。进行试验认证时。厂家要向认证实验室提供拟合线的斜率。认证实验室中采用测得的Q值和斜率来修正测得的油耗值,HEV油耗试验需要通过2个NEDC循环来完成,为了让初始的SOC靠近能让充放电净值和零接近的SOC,会有一个较长的充放电调整过程。所以结束预处理时,SOC也会比较稳定,这里的SOC也就是正式的测试步骤的初始SOC,因此,正式测试步骤Q值常常接近于零。NEDC1992循环工况油耗试验中主电池正负极导线电流的测量是通过两个电流传感器实现的。对导线电流进行时间积分,得到Q1值和Q2值,记为平均值Q。经过修正后的油耗值为3.93L/100km。
2.2 全国循环及北京循环工况下的油耗
按照该HEV车辆在北京等城市的速度试验数据,构建了两个循环工况,每个约为1200s。叫作全国循环和北京循环。图1表示的是燃油消耗量和Q之间的关系。运用最小二乘法来拟合线性,得到了下图中的拟合线。经过修正后的燃油消耗量由拟合线和Y轴的交点来表示。全国循环修正后的油耗为4·4L/100km,北京循环修正后的油耗为4·1L/100km。（图1)
2.3 油耗修正处理方法分析
从测试数据的规律中可以看出,在NEDC1992和其他的循环工况下,HEV的充放电能比较明显, 因此油耗试验需要把电能因素计入进去。它比测试传统汽车的过程要复杂。如果测试结束之后车辆主电池的SOC和测试开始的SOC一样,就可以说CVS测试系统测得的油耗值为HEV实际的油耗值。但往往是试验结束时车辆主电池的SOC和测试之初的SOC不相等。
ΔSOC用Q来表示,通过试验测出Q值和油耗值,再结合Q和油耗间的关系来修正油耗值,也就是计算当Q=0时油耗值的大小,等价于理想中的油耗值。当“Q=-0”和“ΔSOC=0”等价时,会使系统出现误差。因为电池在充电时和放电时它的能量转化效率都小于1。
在一次ECE循环试验中,分别对ΔSOC、充放电净值、电流值进行了测试。
其中,电力计测得Q值,Can2monitor测得ΔSOC。把ΔSOC作为X轴,Q作为Y轴。ΔSOC和Q之间的关系和线性关系比较接近。散点的走势没有经过原点,而且还和原点保持着一定的距离。这表示“ΔSOC=0”并不等价于“Q=0”。规律线和纵轴的交点说明该车Q≈-0.17A·h。因此,如果按照“ΔSOC=0”的标准来进行油耗修正,修正后的油耗值不应该用规律线和Y轴的交点来表示。否则会低估油耗约0.1～0.2L/100km。
由于目前测算、读取和记录SOC还有一定的难度,所以尽管采用充放电净值Q存在一些弊端,但是它操作起来比较简单,而且满足了工程应用中所需要的精度。
采用的测试循环不同,则对非外接充电型HEV的油耗测量方法会产生不同的偏差。如果测试循环是两个连续的NEDC循环,那么在测量HEV的油耗时,它的偏差将会被放大1倍。测试循环的时间越长,那么引入的偏差就会更大。
3 探讨补充修正步骤
由于难以预测HEV中的SOC,因此需要采用充放电数据来建立SOC的映射。WP29法规只采用了一个参数,就是充放电净值。如果采用两个参数,充放电净值Q和放电累计值Q+来和SOC建立映射,放电累计值Q+就能补充SOC变化情况的信息。进行修正计算时,除了要补充修正斜率以外,还要补充Q与Q+的关系。连续进行六次NED试验,将最后四次数据的几何中心点和原点连线,得到的直线就是修正指导偏移线。文中描述的HEV的图线实际上就是经过(-0.17,1.88)和原点的直线。
厂家会向检测机构提交待测车型的信息和修正斜率信息。检测机构再进行油耗试验时,除了使用WP29所规定的操作方法以外,还会另外记录Q+的数据,
将这次试验的Q+数据和Q数据标示出来,就能得到修正指导偏移值。再结合修正率计算出和修正指导偏移值相对应的油耗数据。也就是修正后的油耗值。这个方法的难度在于增加了油耗计算的步骤。
4 结语
总而言之,采用电力计测量系统以及转鼓试验台测试系统,能够实现非外接充电型HEV的油耗测试,由于“ΔSOC=0”并不等同与“Q=0”,所以油耗测试结果会和真实的值出现一点偏差。
参考文献
[1] 钱国刚,陆红雨,阿部真一,等.混合动力汽车能耗测试试验研究[J].汽车工程,2006(11).
[2] 王婷.混合动力汽车控制策略的优化研究[D].北京交通大学,2009(6).
[3] 那日莎.混合动力汽车永磁同步电机磁场定向控制系统研究[D].哈尔滨理工大学,2009(3).