CN111735638A

CN111735638A - 电动商用车制动能量回收测评方法

Info

Publication number: CN111735638A
Application number: CN202010002485.3A
Authority: CN
Inventors: 尹思维; 林凌; 周剑兵
Original assignee: Dongfeng Motor Corp; Dongfeng Automobile Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Motor Corp; Dongfeng Automobile Co Ltd
Priority date: 2020-01-02
Filing date: 2020-01-02
Publication date: 2020-10-02

Abstract

本发明公开一种电动商用车制动能量回收测评方法，它是获取在转毂台架试验之前的车辆数据，将车辆实际滑行阻力参数转化为转毂加载转毂阻力系数；按照C‑WTVC工况进行测试，获取C‑WTVC工况的车辆台架被测试数据，确定C‑WTVC工况中的制动能量回收工况，以制动能量回收的台架测试数据进行能量回收测评。能够对市区、公路、高速三中不同工况下的制动能量回收效率、可以得到每个环节的综合能耗、驱动能耗以及回馈能耗，制动能量回馈深度，能量贡献率以及之间的相互关系。

Description

电动商用车制动能量回收测评方法

技术领域

本发明属于电动车辆测试技术，具体涉及一种电动商用车制动能量回收测评方法。

背景技术

制动能量回馈与电动车或油电混动汽车是最佳搭配。目前纯电动车的动力源来自于车载电池，制动能可以通过电机模式变更为发电机，并在车辆制动时发电给电池充电。车载电池既可以作为整车用电系统的供电设备，又可以作为回馈系统回收制动能量。制动能量回馈对整车能量贡献的程度该如何测试，进而指导研发部门优化整车动力电池配置，达到节能、降本、减重的目的是现在新能源车辆，特别是电动商用车急需解决的问题。

CN109084995A公开一种电动汽车制动能量回收测试方法及系统。它是在标准的试验场地下完成测试，测试时基于驾驶员驾驶完成，因此这种方法测试过程一致性差。

C-WTVC是国家对重型商用车进行油耗认证的标准工作循环，同时也是重型混合动力汽车、电动汽车能量消耗量测试的推荐工况。如何利用C-WTVC工况实现电动商用车制动能量回收测评，目前没有文献报道。《测试试验》2019年第13期公开《C-WTVC工况分析》仅仅定义一个减速时的减速度以及能量回收因子的关系。而没有揭示在C-WTVC循环过程中，那些状态是车辆真实能量回收状态。如果不能正确的反映能量回收状态，检测测试分析的结果会出现差错，导致测试分析错误。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动商用车制动能量回收测评方法，可以评估制动能量回馈的最终效果，给研发提供改善的数据支撑。

本发明的技术方案为：电动商用车制动能量回收测评方法是，获取在转毂台架试验之前的车辆数据，将车辆实际滑行阻力参数转化为转毂加载转毂阻力系数；按照C-WTVC工况进行测试，获取C-WTVC工况的车辆台架被测试数据，确定C-WTVC工况中的制动能量回收工况，以制动能量回收的台架测试数据进行能量回收测评；所述制动能量回收工况是：-F_加＞F_行驶时的C-WTVC工况；其中F_加＝ma，a为加速度，单位m/s²，m为车辆的质量，单位kg；F_行驶为该速度下滑行阻力值。

进一步的技术方案为：所述C-WTVC工况的台架测试数据中测试时消耗的电量获取方法是：在测试结束后，对车辆进行充电，使电池电量达到测试前在转毂台架试验之前的电池电量，得到充电电量即为测试时电池消耗的电量。

进一步的技术方案为：制动能量回馈深度分析的数据是C-WTVC工况中全减速段的数据。

进一步的技术方案为：获取在转毂台架试验之前的车辆数据是：充满电的试验车辆行驶到试验场转毂台架上过程的车辆数据。

进一步的技术方案为：试验车辆行驶速度小于设定值。

进一步的技术方案为：所述能量回收测评包括能量回收利用率，能量贡献率和续航里程贡献率确定。

进一步的技术方案为：所述车辆数据和被测试数据来自于整车CAN和动力CAN报文数据以及测试点安装的传感器数据。

进一步的技术方案为：测试点安装的传感器包括电池输出端的输出参数传感器，电机控制器输出端的输出参数传感器，DCDC输出端的输出参数传感器，电机输出轴的传感器。

在试验时，试验车辆行驶速度等于数据监控读取的车速。

本发明对C-WTVC工况中确定了真实能量回收状态，能够对市区、公路、高速三中不同工况下的制动能量回收效率、可以得到每个环节的综合能耗、驱动能耗以及回馈能耗，制动能量回馈深度，能量贡献率以及之间的相互关系。在相同工况下，可以对试验车辆的能耗进行分析，对减速工况能量回馈不理想的点进行优化，快速验证。从多维的角度对纯电动商用车的制动回馈能力进行评估，全面考察纯电动商用车的制动回馈相关零部件的优劣。本发明分析成本低廉(可简单的采用报文数据分析)，评价快速有效的特点。

附图说明

图1整车测量点示意图。

图2 C-WTVC工况测试图。

具体实施方式

下列具体实施方式用于对本发明权利要求技术方案的解释，以便本领域的技术人员理解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下列具体的实施结构。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。

如图1所示，在被测试的商用车上安装相应的数据采集传感器，包括电池输出端的输出参数传感器，可以是电流，电压传感器；电机控制器输出端的输出参数传感器，可以是电流，电压传感器；；DCDC输出端的输出参数传感器，可以是电流，电压传感器；电机输出轴的传感器，用于采集电机输出轴的转速，扭矩；在车桥或车轮上传感器，采集车轮的转速，扭矩。测试过程中车辆其他的数据采集可以利用车辆自身的数据采集，来自于整车CAN和动力CAN报文数据。获取的数据包括如表1所示：

测量参数	信号来源	单位
			时间	CAN	ms
车速	CAN	Km/h
			MCU母线电压	电压传感器CAN	V
MCU母线电流	电流霍尔CAN	A
			MCU输出电压	电压传感器CAN	V
MCU输出电流	交流霍尔CAN	A
			电机转速	CAN	rpm
电机输出转矩	CAN	Nm
			油门开度	CAN	％
SOC	CAN	％

在测试之前通过检测获取被试验车辆实际滑行阻力参数A、B、C值；检测可以依据GB/T27840-2011方法试验获取。

测试方法是基于C-WTVC工况完成的。具体的，

获取在转毂台架试验之前的车辆数据：

a)充满电的试验车辆以小于设定值(如30km/h)的车速行驶到试验场转毂台架上，记录整车CAN和动力CAN报文数据，测试点安装的传感器采集的数据如电池端电压、电流值，保存试验数据记录d1；

当然，车辆在转毂上是也可以充满电状态。

b)试验车辆固定于重型转毂台架上，根据A、B、C的阻力系数值，挂空档滑行拟合转毂加载转毂阻力系数,常规的方法，即将将车辆实际滑行阻力参数转化为转毂加载转毂阻力系数；

c)驾驶试验车辆按照C-WTVC工况，标准工况见图2、表2行驶，表2如下：

获取C-WTVC工况的车辆台架被测试数据：记录每个C-WTVC循环工况车辆测试数据，测试数据包括从开始到结束时的整车CAN和动力CAN报文数据以及，测试点安装的传感器采集的数据如电池端电压、电流值，保存试验数据记录d2/d3/d4…直至按GB/T18386标准试验停止、一个试验循环记录保存一次全过程报文数据。

d)获取C-WTVC工况的台架测试数据中测试时消耗的电量数据：将被试验车辆从重型转毂台架上驶出，至充电桩充电，记录整个充电过程中的充电报文，直至车辆充满电至充电装置自动跳转，以及充电结束时来自电网的充电量E_电网；即充电使电池电量达到测试前在转毂台架试验之前的电池电量，得到充电电量即为测试时电池消耗的电量。

确定C-WTVC循环工况过程中真实的制动能量回收工况。现有技术中均认为速度的减少就是制动能量回收工况。然而，我们在实际测试过程中发现以此进行分析，得出制动能量回收效率超过100％的错误情况。原因在于，车辆在转鼓测试过程中，是由人操作油门踏板及制动踏板控制车辆加减速。由于人控制油门踏板的精度问题，导致车速无法准确跟随C-WTVC曲线，因此就存在微调油门踏板的操作。实测人操作车辆的加速曲线是上下波动的(波动范围很小)，在此微调油门踏板的过程中，由于风阻力及车身内阻力的存在，会出现踩油门，车辆不加速，速度反而减少的现象。此时车辆处于阻力减速状态，而非制动减速状态，并且踩油门的深度不足以让车辆加速。进而被错误的认为车辆处于能量回馈状态。而将这过程中，阻力做功的数值计算入能量回馈中，就会出现制动能量回收超过理论计算的错误现象。

本发明确定C-WTVC循环工况过程中真实的制动能量回收工况的方法是：C-WTVC每个过程中车速度，通过车速值以及时间参数，得到此时加速度值。加速度的值与质量的乘积F_加＝ma，对比该速度时滑行阻力值

-F_加＞F_行驶的情况下，及才存在制动力F_制动，F_制动＝F_回馈+F_机械，在F_制动一定的情况下，F_回馈越大那么F_机械浪费的能量就越少，在C-WTVC工况中可以存着整个过程机械液压刹车不介入制动，全过程电机回馈制动的情况。即动能损失量大于行驶阻力功时，才有可能存在制动回馈能量。

通过上述获取的数据我们可以进行分析：1、试验车辆综合能耗E₁，2、回馈能耗E₂，驱动能耗E₃。

即电池直流母线电压U、母线电流I,两者的时间积分为试验车辆综合能耗、母线电压与母线回馈电流的时间积分为试验车辆回馈能耗。

试验车辆综合能耗

回馈能耗

I小于0时，及产生回馈电流时。

驱动能耗

I大于于0时，及试验车辆行驶做功与附件做功

而综合能耗E₁＝E₃-E₂,在该工况下行驶阻力确定的前提，驱动能耗基本都相等、回馈能耗越大，及综合能耗越低。

本发明选取C-WTVC工况中1748s至1800s这段全减速段来对制动能量回馈深度进行分析(全过程为减速、避免了因司机人为加减速导致过程测试误差)，可以得到机械传动损耗、电机发电损耗、电流传输损耗确定情况下的制动回馈深度，用以分析提升车辆降能耗过程中的提高电机发电效率以及降低电流传输损失。

基于上述数据本发明实现从三个维度评价能量回收的效果：

a)能量回收利用率，该评估维度可以评估能量回收利用效率：制动回收能量/制动可回收能量。

b)能量贡献率，该维度可以评估制动能量回收对整车能量的贡献率：电机回收能量/无能量回收时电池消耗总能量。

c)续航里程贡献率，该维度可以评估制动能量回收的能量给续航里程的贡献率：续航里程延长量/无能量回收续航里程。

a)能量回收利用率(制动能量回馈深度)：

η_reg：制动能量回馈深度；U_{i_bat}：电池直流母线电压；I_chg：电池直流母线回充电流；V_{i_1}:制动末端截止车速；V_{i_2}:制动开始初始车速；A、B、C：滑行阻力系数；V：平均车速。

b)能量贡献率：

S_reg：制动能量回收率；I_dischg：：电池直流母线输出电流。

c)续航里程贡献率

L_reg：启动能量回馈后续航里程；L_woreg：关闭能量会后续航里程；C₁:综合耗电量；C₂：电池再生电量；C₃：电池端输出电量。

Claims

1.一种电动商用车制动能量回收测评方法，其特征是：获取在转毂台架试验之前的车辆数据，将车辆实际滑行阻力参数转化为转毂加载转毂阻力系数；按照C-WTVC工况进行测试，获取C-WTVC工况的车辆台架被测试数据，确定C-WTVC工况中的制动能量回收工况，以制动能量回收的台架测试数据进行能量回收测评；所述制动能量回收工况是：-F_加＞F_行驶时的C-WTVC工况；其中F_加＝ma，a为加速度，m为车辆的质量；F_行驶为滑行阻力值。

2.如权利要求1所述电动商用车制动能量回收测评方法，其特征是所述C-WTVC工况的台架测试数据中测试时消耗的电量获取方法是：在测试结束后，对车辆进行充电，使电池电量达到测试前在转毂台架试验之前的电池电量，得到充电电量即为测试时电池消耗的电量。

3.如权利要求1所述电动商用车制动能量回收测评方法，其特征是制动能量回馈深度分析的数据是C-WTVC工况中全减速段的数据。

4.如权利要求1所述电动商用车制动能量回收测评方法，其特征是获取在转毂台架试验之前的车辆数据是：充满电的试验车辆行驶到试验场转毂台架上过程的车辆数据。

5.如权利要求4所述电动商用车制动能量回收测评方法，其特征是：试验车辆行驶速度小于设定值。

6.如权利要求1所述电动商用车制动能量回收测评方法，其特征是：所述能量回收测评包括能量回收利用率，能量贡献率和续航里程贡献率确定。

7.如权利要求1所述电动商用车制动能量回收测评方法，其特征是所述车辆数据和被测试数据来自于整车CAN和动力CAN报文数据以及测试点安装的传感器数据。

8.如权利要求1所述电动商用车制动能量回收测评方法，其特征是测试点安装的传感器包括电池输出端的输出参数传感器，电机控制器输出端的输出参数传感器，DCDC输出端的输出参数传感器，电机输出轴的传感器。