CN102169002A - 一种测量混合动力电动汽车油耗和排放的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量混合动力电动汽车油耗和排放的方法，包括如下步骤：确定电池组的额定容量；将电池组进行放电或充电至荷电状态达到预设的起始SOC；确定电动汽车运行过程中的油耗量实测值、尾气排放实测值；确定电池组终止SOC；当终止SOC等于起始SOC时，油耗量真实值为油耗量实测值，尾气排放真实值为尾气排放实测值，否则，计算电池输出外界或者外界输入电池的电能量，确定电能量同油耗及排放之间的定量关系，当终止SOC小于起始SOC时，将实测值加上与减少电能量相应的油耗与排放值确定为真实油耗与排放，当终止SOC大于起始SOC时，将实测值减去与增加电能量相应的油耗与排放值确定为真实油耗与排放。本方法考虑了电池的能量转换效率，测量值真实准确。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车测试技术领域，具体涉及一种测量混合动力汽车油耗和排放的方法。
背景技术
“十五和十一五863”期间，我国“电动汽车重大专项”在混合动力汽车研发领域取得了长足进展，成功研制出高性能指标的功能样车和产品样车，并且部分成果已经投入示范运行，进入到实用条件下的技术考核和验证阶段。但在混合动力电动汽车检测评价体系和检测能力方面还不够成熟，这也影响了混合动力电动汽车的商业化进程。
根本原因在于混合动力汽车的动力系统发生了重大变化。混合动力汽车的动力系统具有两种或更多的能量转换技术(如内燃机、发电机、电动机)，并将多种能量存储技术(如燃料、电池)集合于一体。它采取两种动力装置混合驱动，一种是传统的内燃机，另一种是电动机。通过两者之间的优化耦合，充分发挥内燃机车和电动车的优点，实现低排放和提高燃油经济性。混合动力系统有两种布置方式，即串联式和并联式。在串联式混合动力系统中，采用的是电动机直接驱动车轮的驱动方式，电动机的电能来于蓄电池组和发电机。内燃机作为发电机的动力来源，直接驱动发电机产生电能，为电动机供电或对蓄电池充电。在并联式混合动力系统中内燃机和电动机可以联合驱动车轮，也可以单独驱动车轮。这里的电动机既可以作电动机(蓄电池组为它提供电力)又可以作发电机(向蓄电池组充电，动力来源于内燃机)使用，成为电动-发电机组。汽车处于减速或者制动状态时，电动机作为发电机使用；而在其余状态下，其仍作为电动机使用。
混合动力汽车动力系统的复杂性导致传统的检测评价体系难以适用。在车型和负荷一定的情况下，传统车辆的油耗和排放通常取决于行驶工况和内燃机的性能。与传统汽车相比，混合动力电动汽车增加了动力电池作为储能装置。辅助动力装置的存在，往往显著优化了发动机的工作状态。此外，混合动力电动汽车一般能够实现再生制动，即能够回收制动时一部分能量并转化成电能，大幅提高燃油经济性。需要注意的是，混合动力电动汽车在工作中动力电池反复进行着充电和放电过程，它实际储存的能量不断变化。工作结束后，此时储存的能量往往与开始的不相同，因此，这增加或减少的能量必然影响了整车真实的油耗和排放值。
目前国标推荐的《重型混合动力电动汽车能量消耗量测试方法》基于燃料热值确定了一个电能量和燃料量之间的换算关系(1L柴油等效于3.02kWh的电能量)，利用这个换算关系直接将电能变化量折算成对应的燃料消耗量。这种处理方法相对简单，可操作性强。但由于计算换算系数时只考虑了发动机工作效率和电机发电效率，未考虑储能装置即动力电池的能量转换效率，因此换算时电能变化量不准确，进而换算的结果一燃料消耗量也不准确，评价结论与实际性能之间易产生较大偏差。
因此，有必要提供一种测量混合动力汽车油耗和排放的方法来克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量混合动力汽车油耗和排放的方法，不仅考虑了发电系统能量转化效率，而且考虑电池的能量转换效率，油耗和排放的测量值真实准确。
为了实现上述目的，本发明提供了一种测量混合动力电动汽车油耗和排放的方法，包括如下步骤：
(1)确定电池组的额定容量；
(2)将电池组进行放电或充电至荷电状态达到预设的起始SOC；
(3)运行携带所述起始SOC的电池组的混合电动汽车至设定距离，运行过程中测量所述混合电动汽车的油耗实测值、尾气排放实测值；
(4)待所述混合电动汽车运行完成后，确定电池组的终止SOC；
(5)当终止SOC等于起始SOC时，油耗真实值为消耗量实测值，尾气排放真实值为尾气排放实测值；
(6)当终止SOC不等于起始SOC时，计算终止SOC小于起始SOC时的电池输出外界的电能量或者终止SOC大于起始SOC时的外界输入电池的电能量；
(7)按照设定的工况运行内燃机，在产生的热能全部用于发电情况下，测量内燃机燃烧过程中的油耗以及尾气排放量、以及电机输出的电能量，得到电能量同油耗及排放之间定量关系；
(8)当终止SOC小于起始SOC时，将实测值加上与电池输出外界的电能量相应的油耗与排放值确定为真实油耗与排放；当终止SOC大于起始SOC时，将实测值减去与外界输入电池的电能量相应的油耗与排放值确定为真实油耗与排放。
在本发明的一个实施例中，所述步骤(1)具体为：
将电池组按照一定的放电制度将其剩余电放完，接着按照一定的充电制度充满电，再按照一定的放电制度放完电，将所放出的电荷值确定为电池组的额定容量确定电池的额定容量，所述充电制度和放电制度根据电池类型确定。
在本发明的另一实施例中，所述步骤(2)具体为：
把充满电的具有所述额定容量的电池组按照一定的放电制度放出部分电量至SOC达到预设起始值，所述放电制度根据电池类型确定。
在本发明的再一实施例中，所述步骤(4)具体为：
待该混合电动汽车运行完成后，按照一定的放电制度将电池组剩余电放完，从而确定电池组的终止SOC，所述放电制度根据电池类型确定，或待该混合电动汽车运行完成后，记录混合电动汽车运行过程中的充电和放电电流及相应时间，依据安时法公式计算电池组的终止SOC。
在本发明的又一实施例中，所述步骤(6)具体为：
根据起始SOC、终止SOC、电池开路电压、额定容量，通过公式
计算电池净能量，其中，ΔQn为电池净能量，SOC(0)为起始SOC、SOC(t)为终止SOC，UOCV为电池开路电压，Cn为额定容量；
根据设置的电流值，通过公式ηdisch＝0.99722-0.04137×I+0.00344×I2 或ηcharge＝0.99121-0.04221×I+0.0082×I2计算放电或充电能量效率，其中ηdisch为放电能量效率，ηcharge是充电能量效率，I为电流单位是倍率；
根据电池净能量与放电能量效率之积确定为电池输出外界的电能量，将电池净能量与充电能量效率之商确定为外界输入电池的电能量。
在本发明的再一实施例中，所述步骤(6)具体为：
把电池组以一定的放电制度或者充电制度从起始SOC放电或充电至终止SOC，记录电池输出外界的电能量或者外界输入电池的电能量。
与现有技术相比，本发明测量混合动力汽车油耗和排放的方法不仅考虑了发电系统能量转化效率，而且考虑电池的能量转换效率，因此油耗和排放的测量值真实准确，且测量时无需跟踪在测试过程中电池净能量或SOC的动态变化，方法简单有效，准确性高，具有很强的操作性和实用性。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明测量混合动力汽车油耗和排放的方法的流程图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。
下面结合图1说明本发明测量混合动力电动汽车油耗和排放的方法，步骤如下：
步骤S1，根据电池类型确定充电制度和放电制度：确定充电制度和放电制度是对电池实施操作的前提，根据这些制度可以确定如何将电池充满电，如何将电池电放完，测定额定容量和剩余容量，确定充电截至电压或结束条件、放电截至电压等一系列操作步骤或条件。它既可由电池生产厂家提供，可以依据国家标准如QC/T742-2006、QC/T743-2006和QC/T744-2006，分别对应铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。
步骤S2，确定电池组的额定容量：电池组按照步骤S1确定的放电制度将电池组剩余电放完，接着步骤S1确定的充电制度将电池组电充满，再把充满的电按照步骤S1确定的放电制度放完，从而确定电池的额定容量；
步骤S3，确定电池组的起始SOC：把充满电的具有上述额定容量的电池组按照步骤S1确定的放电制度放出部分电量至规定的SOC起始值；
步骤S4，确定消耗量实测值、尾气排放实测值：在转毂实验台上，按照设定的工况运行携带有上述起始SOC值的电池组的混合电动汽车，运行过程中测量该混合电动汽车使用的油耗实测值、尾气排放实测值；
步骤S5，确定电池组的终止SOC：待该混合电动汽车运行完成后，与测定额定容量时采用的电流按照步骤S1确定的放电制度将电池组剩余电放完，从而确定电池组的终止SOC，或者待该混合电动汽车运行完成后，记录运行过程中电池组的充电和放电电流及相应时间，依据安时法公式计算电池组的终止SOC，所述安时法公式为
其中SOC(t)为终止SOC，SOC(0)为步骤S3得到的起始SOC，I为记录的充电和放电电流，在通过电流放电时为正值，在通过电流充电时为负值，t为记录的充电和放电时间，Cn为步骤S2得到的电池组的额定容量；
步骤S6：判断终止SOC是否等于起始SOC(即测试前后电池净能量有无变化)，若等于，继续下一步，若小于(即ΔSOC＜0，电池向外界输出能量，电池的净能量大于外界输出能量)，转步骤S8，若大于，转步骤S11；
步骤S7，测试结果不需要任何更改，即消耗量真实值为步骤S4得到的消耗量实测值，尾气排放真实值为步骤S4得到的尾气排放实测值，结束；
步骤S8，通过电池能量模型、电池放电能量效率模型计算电池输出外界的电能量，或者采用模拟的方式计算电池输出外界的电能量；
步骤S9，确定电能量同油耗及排放之间的定量关系：按照设定的工况运行内燃机，燃烧柴油或汽油产生机械能的同时排放尾气，该机械能驱动传动装置带动车用电机，车用电机产生电能，该电能输入至电池组，测量内燃机燃烧过程中的油耗以及尾气排放量、以及电机输出的电能量，得到电能量同油耗及排放之间定量关系；
步骤S10，结果校正：真实油耗与排放等于实测值加上与电池输出外界的电能量相应的油耗与排放值，结束；
步骤S11，通过电池能量模型、电池充电能量效率模型计算外界输入电池的电能量，或者采用模拟的方式计算外界输入电池的电能量；
步骤S12，确定电能量同油耗及排放之间的定量关系：按照设定的工况运行内燃机，燃烧柴油或汽油产生机械能的同时排放尾气，该机械能驱动传动装置带动车用电机，车用电机产生电能，该电能输入至电池组，测量内燃机燃烧过程中的油耗以及尾气排放量、以及电机输出的电能量，得到电能量同油耗及排放之间定量关系；
步骤S13，结果校正：真实油耗与排放等于实测值减去与外界输入电池的电能量相应的油耗与排放值，结束。
由上可以看出，本发明测量混合动力汽车油耗和排放的方法不仅考虑了发电系统能量转化效率(步骤S12和步骤S9)，而且考虑电池的能量转换效率(步骤S11和步骤S8)，因此油耗和排放的测量值真实准确，且测量时无需跟踪在测试过程中电池净能量或SOC的动态变化，方法简单有效，准确性高，具有很强的操作性和实用性。
下面对步骤S8和步骤S11中的电池能量模型进行说明。电池能量模型的建立过程是：
(11)将处于放电截止电压的电池组以0.04C恒流充电25h或至充电截止电压后停止，记录电池组单体充电电压随荷电状态变化的充电曲线；
(12)将所述电池组以0.04C恒流放电25h后或至放电截至电压后停止，记录电池组单体放电电压随荷电状态变化的放电曲线；
(13)将所述充电曲线和所述放电曲线相加取平均值，得到电池组单体开路电压随荷电状态变化的开路电压曲线；
(14)根据开路电压同荷电状态的关系式Uocv＝E0+K1lnSOC+K2ln(1-SOC)以及所述开路电压曲线的对应值求出关系式中的未知参数，进而得到开路电压和荷电状态的定量关系式，其中Uocv为开路电压，SOC为荷电状态，E0、K1、K2为未知参数；
(15)采用电池组开路电压和荷电状态的定量关系式计算任一荷电状态区间的电池组的静能量，计算公式为：其中，ΔQn为静能量，Cn为额定容量，SOC(0)至SOC(t)为荷电状态区间，该计算公式即为电池能量模型。
下面对步骤S8和步骤S11中的电池能量效率模型计进行说明。
电池能量效率模型计的建立过程是：
(1)将按照电池类型确定的放电制度放完电的电池组以恒流充电至充电截止电压后停止，记录电池组单体的充电平均电压同荷电状态变化的曲线，将该曲线在任一荷电状态区间的积分结果与额定容量之积确定为电池组在该电流和荷电状态区间充入的电能Qin；
(2)将按照电池类型确定的充电制度充满电的电池组以恒流放电至放电截止电压后停止，记录电池组单体的放电平均电压同荷电状态变化的曲线，将该曲线在任一荷电状态区间的积分结果与所述额定容量之积确定为电池组在该电流和荷电状态区间放出的电能ΔQn；
(3)根据在相同荷电状态(SOC)区间时步骤(1)得到的充入的电能Qin和通过电池能量模型得到的静能量ΔQn计算电池充电过程中的充电能量效率ηcharge，计算公式为ηcharge＝ΔQn/Qin，如果在步骤(3)中变换充电电流大小(即采用其他恒流充电)，可得到不同电流情况下的充电能量效率ηcharge，通过线形拟合或多项式拟合可得到充电能量效率ηcharge与电流I的经验公式：ηcharge＝0.99121-0.04221×I+0.0082×I2，其中I的单位是倍率C；
(4)根据在相同荷电状态(SOC)区间时步骤(2)得到的放出的电能Qout和通过电池能量模型得到的静能量ΔQn计算电池放电过程中的放电能量效率ηdisch，计算公式为ηdisch＝Qout/ΔQn，如果在步骤(4)中变换放电电流大小(即采用其他恒流放电)，可得到不同电流情况下的放电能量效率ηdisch值，通过线形拟合或多项式拟合可得到放电能量效率ηdisch与电流I的经验公式：ηdisch＝0.99722-0.04137×I+0.00344×I2，其中I的单位是倍率C。
在步骤S8中，通过电池能量模型、电池能量效率模型计算电池输出外界的电能量的方法具体为：
步骤S811，根据起始SOC和终止SOC，通过另一专利的电池能量模型计算电池的净能量，所述另一专利的电池能量模型为：
其中ΔQn为电池的净能量，SOC(0)为起始SOC、SOC(t)为终止SOC，UOCV为电池开路电压，Cn为额定容量；
步骤S812，根据另一专利的电池放电能量效率模型计算放电能量效率：电池放电能量效率同通过的电流大小有关，两者满足经验公式：ηdisch＝0.99722-0.04137×I+0.00344×I2(其中ηdisch为放电能量效率；I为电流，单位为倍率)，将放电电流值代入公式即可算出放电能量效率；
步骤S813，根据电池净能量及能量转换效率计算电池输出外界的电能量，计算公式为：Qout＝ηΔQn，Qout为电池输出外界的电能量，ΔQn为电池的净能量，η是为放电电能量效率。
在步骤S8中，采用模拟的方式计算电池输出外界的电能量的方法具体为：
步骤S821，把电池组以步骤S1确定的放电制度从起始SOC放电至终止SOC，记录电池输出外界的电能量。
在步骤S11中，通过电池能量模型、电池能量效率模型计算外界输入电池的电能量的方法具体为：
步骤S1101，根据起始SOC和终止SOC，通过另一专利的电池能量模型计算电池净能量，所述另一专利的电池能量模型为：
其中ΔQn为电池的净能量，SOC(0)为起始SOC、SOC(t)为终止SOC，UOCV为电池开路电压，Cn为额定容量；
步骤S1102，根据另一专利的电池充电能量效率模型计算充电能量效率：电池充电能量效率同通过的电流大小有关，两者满足经验公式：ηcharge＝0.99121-0.04221×I+0.0082×I2(其中ηcharge为放电能量效率；I为电流，单位为倍率)，将充电电流值代入公式即可算出充电能量效率；
步骤S1103，根据电池净能量及能量转换效率计算外界输入电池的电能量，计算公式为：Qin＝ΔQn/ηcharge，其中Qin为外界输入电池的电能量，ΔQn为电池的净能量，ηcharge是充电能量效率。
在步骤S11中，采用模拟的方式计算外界输入电池的电能量的方法具体为：
步骤S1111，把电池组以步骤S1确定的充电制度从起始SOC充电至终止SOC，记录外界输入电池的电能量。
需要说明的是，步骤S8或步骤S11中通过电池能量模型、电池能量效率模型计算外界输入电池的电能量或电池输出外界的电能量的方法既适用于某一具体电池也能够制定成为标准公式用于标准制订或评价、考察相同类型电池性能优劣。采用模拟的方式计算外界输入电池的电能量或电池输出外界的电能量这种方法得到的结果存在个体差异。
下面结合具体实例详细说明本发明的技术方案。
实例一：
某公司生产的一款并联式混合动力汽车，储能装置为磷酸铁锂型蓄电池组，蓄电池组的性能参数列见表1。
| 类型 | 磷酸铁锂电池 |
| 生产企业 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 |
| 型号 | 1865140 |
| 单体电压/容量(V/Ah) | 3.2V/16Ah |
| 质量比能量(Wh/kg) | 97Wh/kg |
| 单体个数及连接方式 | 100只，串联 |
| 总电压(V) | 320 |
表1
下面说明测量具有该磷酸铁锂型蓄电池组的并联式混合动力汽车油耗和排放的方法，包括如下步骤：
根据电池类型确定充电制度和放电制度。本实施例电池类型是磷酸铁锂电池；
确定电池组的额定容量：电池组按照一定的放电制度将电池组剩余电放完，接着按照一定的充电制度将电池组电充满，再把充满的电按照一定的放电制度放完，记录所放出的电荷值，从而确定电池的额定容量。在本实施例中，依据QC/T744-2006提供的方法：电池组以5.33A(0.33倍率即0.33C)恒流电流放电至企业规定的放电截至电压，静止2h后以5.33A恒流充电至企业规定的充电截至电压，再静止2h后以5.33A恒流放电到截至电压，实际放出的电量为16.24Ah，也就是电池组额定容量为16.24Ah。需要说明的是静止时间以电池电压不再发生任何变动为准，本实施例通常需要2h左右，与QC/T744-2006所规定的1h有冲突；
确定电池组的起始SOC：把充满电的具有上述额定容量的电池组放出部分电量(放电电流大小并无严格规定，通常不宜过大也不宜过小，本实例中一般选取0.5C)至SOC等于50％，从而确定起始SOC。在本实施例中，把充满电的电池组以8.12A恒流放电8.12Ah后(额定容量的一半)停止，即起始SOC设定在50％；
确定消耗量实测值、尾气排放实测值：在转毂实验台上，按照设定的工况运行携带有上述起始SOC值的电池组的混合电动汽车，运行过程中(运行距离为100Km)测得该混合电动汽车使用的93号汽油的消耗量实测值为31.447L/100Km，尾气排放实测值分别为：CO＝213g/100Km，HC＝12g/100Km，NOx＝9g/100Km；
确定电池组的终止SOC：该混合电动汽车运行完成后，以0.33C电流(电流大小与测定额定容量时采用的电流一致)将电池组剩余电放完，根据SOC等于剩余容量比额定容量，将所放出的电荷值即剩余容量比上额定容量(16.24Ah)，从而确定电池组的终止SOC。QC/T744-2006提供测剩余容量方法为，选取放电电流大小与截止电压与测额定容量相同。在本实施例中，电池组以5.33A恒流(0.33C)放电至截止电压，放出的电量为7.47Ah，则终止SOC为7.47Ah/16.24，等于0.46即46％；
通过电池能量模型、电池能量效率模型计算电池输出外界的电能量：根据起始SOC和终止SOC，通过另一专利的电池能量模型计算电池净能量，所述另一专利的电池能量模型为：
其中ΔQn为电池的净能量，SOC(0)为起始SOC，本实施例中等于50％、SOC(t)为终止SOC，本实施例中等于46％，UOCV为电池开路电压Uocv＝E0+K1lnSOC+K2ln(1-SOC)，Cn为额定容量，本实施例中等于16.24Ah，则根据电池能量模型得到电池组净能量为218.87wh，然后根据另一专利的电池放电能量效率模型的经验公式：ηdisch＝0.99722-0.04137×I+0.00344×I2(其中η为能量转换效率；I为电流，单位为倍率)，计算放电能量效率。在转毂测试过程中根据仪器记录的放电电流值算出平均值为40A即2.5C，得到放电能量效率是91.53％；最后电池净能量及能量转换效率计算电池输出外界的电能量，计算公式为：Qout＝ηΔQn，Qout为电池输出外界的电能量，ΔQn为电池的净能量，本实施例中等于218.87wh，η是为放电电能量效率，本实施例中等于91.53％，则本实施例中电池输出外界的电能量为200.27wh；
确定电能量同油耗及排放之间的定量关系：按照设定的工况运行内燃机，燃烧柴油或汽油产生机械能的同时排放尾气，该机械能驱动传动装置带动车用电机，车用电机产生电能，该电能输入至电池组，测量内燃机燃烧过程中的油耗以及尾气排放量、以及电机输出的电能量，得到电能量同油耗及排放之间定量关系：1Kwh的电能对应油耗为0.446L汽油；对应的排放CO＝3.02g，HC＝0.17g，NOx＝0.128g；
结果校正：真实油耗与排放等于实测值加上与减少电池输出外界的电能量相应的油耗与排放值，即：
真实油耗：31.447+0.20027×0.446＝31.536L/100Km，
真实排放：CO＝213+0.20027×3.2＝213.64g/100Km；
HC＝12+0.20027×0.17＝12.034g/100Km；
NOx＝9+0.20027×0.128＝9.025g/100Km，结束；
实例二：
某公司生产的一款串联式混合动力汽车，储能装置为镍氢电池组，电池组的性能参数见表2。
| 生产企业 | 湖南神舟公司 |
| 型号 | QNFG40 |
| 型式 | 镍氢电池 |
| 电压/容量(V/Ah) | 1.2/400 |
| 质量比能量(Wh/kg) | ≥50 |
| 单体蓄电池个数及连接方式 | 300/串联 |
| 总电压(V) | 360 |
| 总容量(Ah) | 40 |
表2
下面说明测量具有该镍氢电池组的串联式混合动力汽车油耗和排放的方法，包括如下步骤：
根据电池类型确定充电制度和放电制度。本实施例电池类型是镍氢电池组；
确定电池组的额定容量：电池组按照一定的放电制度将电池组剩余电放完，接着按照一定的充电制度将电池组电充满，再把充满的电按照一定的放电制度放完，从而确定电池的额定容量。在本实施例中，电池组按照企业规定标准，以40A恒流电流放电至企业规定的放电截至电压，再以40A恒流充电57min(充入的容量是38Ah)，再以10A的电流恒流充电24min(充入的总容量为42Ah)后静止2h，再以40A恒流电流放至企业规定的截至电压，实际放出的电量为为40Ah，即电池组额定容量是40Ah；
确定电池组的起始SOC：把充满电的具有上述额定容量的电池组按照一定的放电制度放出部分电量至SOC等于50％，从而确定起始SOC。在本实施例中，把充满电的电池组以40A恒流放电30min后停止，根据SOC等于剩余容量比额定容量计算出起始SOC是50％；
确定消耗量实测值、尾气排放实测值：在转毂实验台上，按照设定的工况运行携带有上述起始SOC值的电池组的混合电动汽车，运行过程中(运行距离为100Km)测得该混合电动汽车使用的93号汽油的消耗量实测值为32.489L/100Km，尾气排放实测值分别为：CO＝218g/100Km，HC＝12.6g/100Km，NOx＝9.4g/100Km；
确定电池组的终止SOC：该混合电动汽车运行完成后，根据电流传感器记录混合电动汽车运行过程中的充电电流值以及记录的充电时间，利用安时法公式：
算出电池组的终止SOC，本实施例中终止SOC等于51.625％；
采用模拟的方式计算外界输入电池的电能量：把电池组以一定的充电制度从起始SOC充电至终止SOC，记录外界输入电池的电能量。在本实施例中，把电池组接入负载，将起始SOC设定在50％，以116A(工况下电流平均值)的电流恒流充电22.2s，也就是终止SOC为51.625％，记录的外界输入电池的电能量是237.9wh；
确定电能量同油耗及排放之间的定量关系：按照设定的工况运行内燃机，燃烧柴油或汽油产生机械能的同时排放尾气，该机械能驱动传动装置带动车用电机，车用电机产生电能，该电能输入至电池组，测量内燃机燃烧过程中的油耗以及尾气排放量、以及电机输出的电能量，得到电能量同油耗及排放之间定量关系：1Kwh的电能对应的油耗为0.441L汽油；对应的排放CO＝2.943g，HC＝0.17g，NOx＝0.127g；
结果校正：真实油耗与排放等于实测值减去与外界输入电池的电能量相应的油耗与排放值，即：
真实油耗：2.489L-0.2379×0.441L＝32.384L；
真实排放：CO＝218-0.2379×2.943＝217.3g/100Km，
HC＝12.6-0.2379×0.17＝12.56g/100Km，
NOx＝9.4-0.2379×0.127＝9.37g/100Km。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。
Claims (6)
1.一种测量混合动力电动汽车油耗和排放的方法，包括如下步骤：
(1)确定电池组的额定容量；
(2)将电池组进行放电或充电至荷电状态达到预设的起始SOC；
(3)运行携带所述起始SOC的电池组的混合电动汽车至设定距离，运行过程中测量所述混合电动汽车的油耗实测值、尾气排放实测值；
(4)待所述混合电动汽车运行完成后，确定电池组的终止SOC；
(5)当终止SOC等于起始SOC时，油耗真实值为消耗量实测值，尾气排放真实值为尾气排放实测值；
(6)当终止SOC不等于起始SOC时，计算终止SOC小于起始SOC时的电池输出外界的电能量或者终止SOC大于起始SOC时的外界输入电池的电能量；
(7)按照设定的工况运行内燃机，在产生的热能全部用于发电情况下，测量内燃机燃烧过程中的油耗以及尾气排放量、以及电机输出的电能量，得到电能量同油耗及排放之间定量关系；
(8)当终止SOC小于起始SOC时，将实测值加上与电池输出外界的电能量相应的油耗与排放值确定为真实油耗与排放；当终止SOC大于起始SOC时，将实测值减去与外界输入电池的电能量相应的油耗与排放值确定为真实油耗与排放。
2.如权利要求1所述的测量混合动力电动汽车油耗和排放的方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为：
将电池组按照一定的放电制度将其剩余电放完，接着按照一定的充电制度充满电，再按照一定的放电制度放完电，将所放出的电荷值确定为电池组的额定容量确定电池的额定容量，所述充电制度和放电制度根据电池类型确定。
3.如权利要求1所述的测量混合动力电动汽车油耗和排放的方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为：
把充满电的具有所述额定容量的电池组按照一定的放电制度放出部分电量至SOC达到预设起始值，所述放电制度根据电池类型确定。
4.如权利要求1所述的测量混合动力电动汽车油耗和排放的方法，其特征在于：所述步骤(4)具体为：
待该混合电动汽车运行完成后，按照一定的放电制度将电池组剩余电放完，从而确定电池组的终止SOC，所述放电制度根据电池类型确定，或待该混合电动汽车运行完成后，记录混合电动汽车运行过程中的充电和放电电流及相应时间，依据安时法公式计算电池组的终止SOC。
5.如权利要求1所述的测量混合动力电动汽车油耗和排放的方法，其特征在于：所述步骤(6)具体为：
根据起始SOC、终止SOC、电池开路电压、额定容量，通过公式计算电池净能量，其中，ΔQn为电池净能量，SOC(O)为起始SOC、SOC(t)为终止SOC，UOCV为电池开路电压，Cn为额定容量；
根据设置的电流值，通过公式
ηdisch＝0.99722-0.04137×I+0.00344×I2或
ηcharge＝0.99121-0.04221×I+0.0082×I2计算放电或充电能量效率，其中ηdisch为放电能量效率，ηcharge是充电能量效率，I为电流单位是倍率；
根据电池净能量与放电能量效率之积确定为电池输出外界的电能量，将电池净能量与充电能量效率之商确定为外界输入电池的电能量。
6.如权利要求1所述的测量混合动力电动汽车油耗和排放的方法，其特征在于：所述步骤(6)具体为：
把电池组以一定的放电制度或者充电制度从起始SOC放电或充电至终止SOC，记录电池输出外界的电能量或者外界输入电池的电能量。
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102798422A (zh) * | 2012-08-07 | 2012-11-28 | 武汉理工大学 | 一种测量混合动力电动汽车油耗的方法 |
| CN104590266A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-05-06 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种评价混合动力汽车燃油消耗量的方法及装置 |
| CN105676131A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-15 | 王金全 | 一种基于充放电能量效率的钒电池动态电池荷电状态估算方法 |
| CN105699094A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-06-22 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 混合动力汽车及其电量和油量转换方法和装置 |
| CN108336435A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-07-27 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种考虑充电能量效率的锂离子电池充电方法 |
| CN109507605A (zh) * | 2017-09-12 | 2019-03-22 | 北京奔驰汽车有限公司 | 一种计算动力电池soe的方法 |
| CN110865307A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-03-06 | 上海电力大学 | 一种电池模组余能检测方法 |
| CN112272908A (zh) * | 2019-10-21 | 2021-01-26 | 宁德新能源科技有限公司 | 充电方法、电子装置以及存储介质 |
| CN112706752A (zh) * | 2019-10-24 | 2021-04-27 | 陕西汽车集团有限责任公司 | 一种增程式混合动力车燃油经济性评价指标及其获取方法 |
| CN113359051A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-07 | 北京车和家信息技术有限公司 | 电池模组健康状态的评估方法、装置、设备、介质和车辆 |
| WO2022156804A1 (zh) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | 中国第一汽车股份有限公司 | 混合动力汽车能耗计算方法、装置、设备及储存介质 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070129878A1 (en) * | 2005-12-07 | 2007-06-07 | Netistix Technologies Corp. | Methods and system for determining consumption and fuel efficiency in vehicles |
| CN101819053A (zh) * | 2010-04-29 | 2010-09-01 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种中度混合动力汽车油耗计算、存储与显示方法 |
| CN101886940A (zh) * | 2010-07-09 | 2010-11-17 | 天津汽车检测中心 | 混合动力电动汽车能耗排放检测系统与检测方法 |
-
2011
- 2011-01-04 CN CN 201110000577 patent/CN102169002B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070129878A1 (en) * | 2005-12-07 | 2007-06-07 | Netistix Technologies Corp. | Methods and system for determining consumption and fuel efficiency in vehicles |
| CN101819053A (zh) * | 2010-04-29 | 2010-09-01 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种中度混合动力汽车油耗计算、存储与显示方法 |
| CN101886940A (zh) * | 2010-07-09 | 2010-11-17 | 天津汽车检测中心 | 混合动力电动汽车能耗排放检测系统与检测方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《汽车工程》 20061130 钱国刚等 混合动力汽车油耗测试试验研究 第28卷, 第11期 * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102798422A (zh) * | 2012-08-07 | 2012-11-28 | 武汉理工大学 | 一种测量混合动力电动汽车油耗的方法 |
| CN104590266A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-05-06 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种评价混合动力汽车燃油消耗量的方法及装置 |
| CN104590266B (zh) * | 2014-12-17 | 2017-02-22 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种评价混合动力汽车燃油消耗量的方法及装置 |
| CN105699094B (zh) * | 2015-12-25 | 2018-07-03 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 混合动力汽车及其电量和油量转换方法和装置 |
| CN105699094A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-06-22 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 混合动力汽车及其电量和油量转换方法和装置 |
| CN105676131B (zh) * | 2015-12-31 | 2019-03-29 | 王金全 | 一种基于充放电能量效率的钒电池动态电池荷电状态估算方法 |
| CN105676131A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-15 | 王金全 | 一种基于充放电能量效率的钒电池动态电池荷电状态估算方法 |
| CN109507605A (zh) * | 2017-09-12 | 2019-03-22 | 北京奔驰汽车有限公司 | 一种计算动力电池soe的方法 |
| CN108336435A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-07-27 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种考虑充电能量效率的锂离子电池充电方法 |
| CN108336435B (zh) * | 2018-03-21 | 2020-05-22 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种考虑充电能量效率的锂离子电池充电方法 |
| CN112272908A (zh) * | 2019-10-21 | 2021-01-26 | 宁德新能源科技有限公司 | 充电方法、电子装置以及存储介质 |
| CN112272908B (zh) * | 2019-10-21 | 2024-04-09 | 宁德新能源科技有限公司 | 充电方法、电子装置以及存储介质 |
| CN112706752A (zh) * | 2019-10-24 | 2021-04-27 | 陕西汽车集团有限责任公司 | 一种增程式混合动力车燃油经济性评价指标及其获取方法 |
| CN110865307A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-03-06 | 上海电力大学 | 一种电池模组余能检测方法 |
| CN110865307B (zh) * | 2019-11-14 | 2022-06-07 | 上海电力大学 | 一种电池模组余能检测方法 |
| WO2022156804A1 (zh) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | 中国第一汽车股份有限公司 | 混合动力汽车能耗计算方法、装置、设备及储存介质 |
| CN113359051A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-09-07 | 北京车和家信息技术有限公司 | 电池模组健康状态的评估方法、装置、设备、介质和车辆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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