CN104251726A

CN104251726A - 一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法

Info

Publication number: CN104251726A
Application number: CN201410364779.5A
Authority: CN
Inventors: 郭昌伦; 余才光; 郭兴; 于海生; 马智涛; 张彤; 王瑞平
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Ningbo Shangzhongxia Automatic Transmission Co Ltd; Zhejiang Geely Luoyou Engine Co Ltd; Jinan Geely Auto Parts Co Ltd; Hunan Luoyou Engine Parts Co Ltd; Hunan Jisheng International Power Transmission System Co Ltd; Shandong Jili Transmission Co Ltd
Current assignee: Corun Hybrid Power Technology Co Ltd
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2014-12-31

Abstract

本发明提供了一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法，其包括以下步骤：S1、对车辆进行预处理；S2、车辆进入排放实验室，将电流传感器与动力电池连接；S3、车辆模拟行驶工况运行一次，测量运行前后实验室内空气中及排放废气中HC、CO和CO₂的含量，电流传感器进行采样并积分得到电能平衡值；S4、步骤S3重复运行测量6次；S5、用碳平衡法计算各次试验中的运行燃油消耗量；S6、计算电能消耗量修正系数；S7、计算综合燃油消耗量。本方案在测量燃料消耗量的同时，测量电能消耗量及其修正系数，通过电能消耗量修正系数将电能转化成燃料消耗量，从而得出综合燃料消耗量，适用于小型非插电式混合动力汽车的检测。

Description

一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法

技术领域

本发明涉及混合动力汽车能耗检测领域，尤其是涉及一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法。

背景技术

随着城市化进程不断加快和汽车保有量的持续增加、石油资源的渐趋匮乏、机动车排放的污染物造成空气质量的日益恶化，使得开发低排放低油耗的新型汽车成为当今世界汽车发展的紧迫任务。2012年国务院将新能源汽车等七大产业确定为国家加快培育和发展的战略性新兴产业，对新能源汽车产业的支持进一步升级。按照我国2012年出台的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》目标，到2015年，纯电动汽车和混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，纯电动汽车和混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。

2013年5月1日我国已正式实施了《乘用车企业平均燃料消耗量核算办法》，国家要求的汽车油耗目标值较为严格，2015年需达到6.9升/百公里，2020年需达到5.0升/百公里。如果生产的车辆平均油耗达不到国家的要求，车企可能会被限制生产或限制销售。发展混合动力汽车的主要目的是减少排放，降低燃料消耗量，缓解我国石油依赖高进口及国际石油紧张的压力。因此汽车生产企业及汽车用户高度关注混合动力汽车的燃料消耗量。

我国已发布《乘用车燃料消耗量限值》标准，并在汽车出厂时标识汽车燃料消耗量。

非插电式混合动力轿车是在常规汽油轿车的基础上换装发动机管理系统,将变速器换装成动力合成箱,加装动力电池及管理系统,加装电机控制器,采用双行星齿轮系配合双电机实现发动机经济性以及动力性的最优化输出配置,在双电机平衡控制下实现发动机经济曲线跟踪及无级变速功能。并换装制动系统,具有制动能量回收功能，不可外接充电。

非插电式混合动力轿车实际测得的燃料消耗量并不能反映它的真实油耗，因为测量时汽车可能会向动力电池充电，也可能需要动力电池放电。充电时测得的油耗会高，一部分能量要转化成电量；放电时测得的油耗会低，一部分能量是电量转化的。现有技术只能测试汽车的实际汽油消耗量，不能测试电能消耗量修正系数，得不出汽车电能消耗修正后的燃料消耗量。

中华人民共和国国家知识产权局于2012年11月28日公开了申请公布号为CN102798422A的专利文献，名称是一种测量混合动力电动汽车油耗的方法，其包括如下步骤：计算混合动力电动汽车运行过程中动力电池组的净能量变化NEC；当NEC占总能耗百分比小于1％时，油耗量真实值为油耗量实测值，当NEC占总能耗百分比大于1％时，将电池组净能量变化转化为当量里程，若NEC>0，即动力电池组向外界输出能量，真实里程为实测里程减去当量里程，此真实里程对应的油耗量即为油耗量真实值，若NEC<0，即动力电池组吸收能量，真实里程为实测里程加上当量里程，此真实里程对应的油耗量即为油耗量真实值。此方案存在不易控制、误差大，精确度不够高的问题。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的无法准确测量车辆运行过程中电能平衡值为0情况下的油耗的技术问题，提供一种准确度较高、计算方便、易于控制的非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法。

本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法，包括以下步骤：

S1、对车辆进行预处理；

S2、将车辆驱动轮放置在底盘测功机的转鼓上，转鼓施加车辆的行驶阻力；将电流传感器的卡钳夹在车辆动力电池的正极线或负极线上；

S3、车辆模拟行驶工况运行一次，测量运行前及运行后实验室内空气中HC、CO和CO₂的含量，收集模拟车辆排放的废气并测量其中的HC、CO和CO₂的含量，计算车辆排放物的HC、CO和CO₂的含量；电流传感器对动力电池电流进行采样并随时间积分得到电能平衡值Q；

S4、按照步骤S3重复运行测量6次；

S5、用碳平衡法计算各次试验中的运行燃油消耗量FC；

S6、计算电能消耗量修正系数K，计算公式如下：

K = \frac{6 \times Σ Q_{i} {FC}_{i} - Σ Q_{i} \times Σ {FC}_{i}}{6 \times Σ {Q_{i}}^{2} - {(Σ Q_{i})}^{2}}

式中：

K为电能消耗量修正系数；

FC_i为第i次测得的运行燃油消耗量；

Q_i为第i次测量电能平衡值；

S7、计算综合燃油消耗量C，综合燃油消耗量即为电平衡值为0时候的燃油消耗量，计算过程如下：

C_i＝FC_i-K×Q_i

式中，C_i是第i次运行中的综合燃油消耗量；

对6次计算得到的C_i求平均值即得到汽车的综合燃油消耗量C。

作为优选，所述步骤S1中的预处理具体为：

S11、车辆进行磨合行驶2900公里-3100公里；

S12、调整车辆轮胎气压至标准范围；

S13、车辆进入排放实验室，模拟市区行驶工况运行一次，模拟市郊行驶工况运行两次；

S14、将车辆放置于温度保持为20℃至30℃的室内，直至发动机润滑油和冷却液的温度与室温差值在±2℃范围。

作为优选，所述步骤S3中，车辆模拟行驶工况运行一次具体为：先进行市区工况运行，共4个循环单元，60工况，平均车速19km/h,理论行驶距离4.052km，时间780s；之后再进行市郊工况运行，市郊行驶工况共1个循环单元，13工况，平均车速62.6km/h,理论行驶距离6.955km，时间400s。

作为优选，所述电流传感器对动力电池的采样频率不低于20赫兹。

作为优选，步骤S4中，如果6次测得的电能平衡值Q都大于等于0或者都小于等于0，则放弃最后一次的测量结果，重复步骤S3，直至6次试验所得的电能平衡值至少有一个大于0且至少有一个小于0。

本方案在测量燃料消耗量的同时，测量电能消耗量及电能消耗量的修正系数，通过电能消耗量修正系数将电能转化成燃料消耗量，从而得出非插电式混合动力轿车修正后的燃料消耗量，即电能平衡值为0时的燃油消耗量。

本发明带来的实质性效果是，引入了电能消耗量修正系数的概念，可以准确得到汽车在电能平衡值为0时的燃油消耗量，误差小，计算方便，测量过程简洁易操作。

附图说明

图1是本发明的一种流程图；

图2是本发明的一种测试过程循环图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本实施例的一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法，如图1所示，包括以下步骤：

第一步：车辆测量前的预处理

车辆磨合行驶3000公里，轮胎气压符合技术要求，车辆状况完好，加注适量符合要求的汽油燃料。

车辆进入实验室，模拟车辆在市区行驶的工况运行一次，再模拟车辆在市郊行驶的工况运行二次。运行后车辆放置于温度保持为20℃至30℃的室内，使发动机的润滑油和冷却液充分冷却，直到达到室温的±2℃范围内，此处理期为6h至30h。

第二步：工况试验阶段

车辆进入专用的排放实验室，驱动轮放置底盘测功机的转鼓上，转鼓施加车辆的行驶阻力，模拟国际上共同共认的车辆行驶工况运行，先进行市区工况运行，共4个循环单元，60工况，平均车速19km/h,理论行驶距离4.052km，时间780s。之后再进行市郊工况运行，市郊行驶工况共1个循环单元，13工况，平均车速62.6km/h,理论行驶距离6.955km，时间400s。整个试验阶段共73工况，理论行驶距离11.007km，时间1180s。具体运转循环如图2所示。

试验时有4个采集袋，分别在市区工况和市郊工况运行开始与结束之间收集汽车排放的废气HC、CO、CO₂含量以及实验室内空气中的废气HC、CO、CO₂含量。按轻型汽车污染物测量方法校正计算出汽车排放物HC、CO、CO₂含量。

车辆放置底盘测功机转鼓上后，联接电流传感器，将电流传感器的卡钳夹在动力电池的正极或负极线上，测量动力电池的电线电流。电流传感器的输出以不低于每秒钟20次的频率采样，测量的电流随时间积分，得出电能平衡值Q的测量值，单位为(Ah)。

上述试验进行6次，6次试验中至少包括一个Q<0和至少一个Q>0的测量。

第三步：运行燃油消耗量计算

基于物质守恒定律，汽油是以C、H、O化合物为主要成分的混合物，燃烧生成CO、CO₂、HC、H₂O等，其燃烧产物中的C元素均来自汽油，只要测出单位里程内汽车尾气中的CO、CO₂、HC中的碳量，再与单位体积汽油中的碳量相比较，即可得到燃料消耗量。按照国家标准GB/T 19233-2008的计算方法，利用测得的CO、CO₂、HC排放量，以碳平衡法计算运行燃油消耗量FC(单位为L/100km)。

FC = \frac{0.1154}{D} [(0.866 \times HC) + (0.429 \times CO) + (0.273 \times {CO}_{2})]

式中：

FC——运行燃油消耗量，单位为L/100km；

D——标准状态(20℃，100Kpa)汽油燃料的密度，单位为kg/L；

HC——测得的碳氢排放量，单位为g/km；

CO——测得的一氧化碳排放量，单位为g/km；

CO₂——测得的二氧化碳排放量，单位为g/km。

第四步：电能消耗量修正系数计算

K = \frac{6 \times Σ Q_{i} {FC}_{i} - Σ Q_{i} \times Σ {FC}_{i}}{6 \times Σ {Q_{i}}^{2} - {(Σ Q_{i})}^{2}}

式中：

K——电能消耗量修正系数，取到4位有效数字，单位为(L/100km)/Ah；

FC_i——第i次测得的运行燃油消耗量，单位为L/100km；

Q_i——第i次测量电能平衡值，单位为Ah。

第五步：综合燃油消耗量计算

利用汽油燃料消耗量测量值和电能消耗量修正系数计算修正后的燃料消耗量，即电能平衡值Q为0时，所对应的综合燃油消耗量C：

C_i＝FC_i-K×Q_i

式中：

C_i——第i次运行中的综合燃油消耗量，单位为L/100km；

Q——试验测得的电能平衡值，单位为Ah。正值表示汽车向动力电池充电，负值表示动力电池放电。

将6次检测结果计算出综合燃料消耗量后取平均值，即是该汽车的综合燃料消耗量C。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电能平衡值、燃油消耗量、修正系数等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对车辆进行预处理；

S2、将车辆驱动轮放置在底盘测功机的转鼓上，转鼓施加车辆的行驶阻力；将电流传感器的卡钳夹在车辆动力电池的正极线或者负极线上；

S4、按照步骤S3重复运行测量6次；

S5、用碳平衡法计算各次试验中的运行燃油消耗量FC；

S6、计算电能消耗量修正系数K，计算公式如下：

K = \frac{6 \times Σ Q_{i} {FC}_{i} - Σ Q_{i} \times Σ {FC}_{i}}{6 \times Σ {Q_{i}}^{2} - {(Σ Q_{i})}^{2}}

式中：

K为电能消耗量修正系数；

FC_i为第i次测得的运行燃油消耗量；

Q_i为第i次测量电能平衡值；

C_i＝FC_i-K×Q_i

式中，C_i是第i次运行中的综合燃油消耗量；

2.根据权利要求1所述的一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法，其特征在于，所述步骤S1中的预处理具体为：

S11、车辆进行磨合行驶2900公里-3100公里；

S12、调整车辆轮胎气压至标准范围；

3.根据权利要求1或2所述的一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法，其特征在于，所述步骤S3中，车辆模拟行驶工况运行一次具体为：先进行市区工况运行，共4个循环单元，60工况，平均车速19km/h,理论行驶距离4.052km，时间780s；之后再进行市郊工况运行，市郊行驶工况共1个循环单元，13工况，平均车速62.6km/h,理论行驶距离6.955km，时间400s。

4.根据权利要求1或2所述的一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法，其特征在于，所述电流传感器对动力电池的采样频率不低于20赫兹。

5.根据权利要求3所述的一种非插电式混合动力汽车能量消耗量测试方法，其特征在于，步骤S4中，如果6次测得的电能平衡值Q都大于等于0或者都小于等于0，则放弃最后一次的测量结果，重复步骤S3，直至6次试验所得的电能平衡值至少有一个大于0且至少有一个小于0。