CN112706752A

CN112706752A - 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

Info

Publication number: CN112706752A
Application number: CN201911016428.4A
Authority: CN
Inventors: 史强; 袁凯; 孟蓉歌; 杨庆保; 王芸芳
Original assignee: Shaanxi Automobile Group Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Automobile Group Co Ltd
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2021-04-27

Abstract

本发明公开了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，由于增程式车辆具有两个能量源，直接对比燃料消耗无法排除电池耗电量带来的影响，因此提出等效燃油消耗量评价指标，定义为动力电池的能量净改变量为零时的燃料消耗量。此时所有的能量均由増程器提供，能量储存装置的耗电量为零，适用于增程式混合动力车辆前期正向开发过程中的经济效果评价。等效燃油消耗量的计算方法由数据获取准备、数据获取过程、数据处理、线性插值、有效性验证、等效燃油消耗量计算六部分组成，数据计算过程简洁合理，所得数值可靠性较高。

Description

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

技术领域

本发明属于新能源汽车技术领域，尤其涉及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。

背景技术

增程式混合动力车辆是指由两个电能源向单个电动力装置供电，推进车辆的驱动系统。当能量储存装置电量可用时以纯电动形式运行，电量较低时増程器启动，保证车辆的行驶需求，同时维持电池电量平衡。较之纯电动及传统燃油车辆，增程式混合动力车辆既克服了纯电动汽车续驶里程较短的缺点，也避免了传统燃油车辆的高油耗高排放。在能量储存装置技术领域没有革命性突破时，增程式混合动力系统可以作为一种过渡的新能源驱动方案，提高整车能量利用效率。

增程式混合动力洒水车具备两种能量源：増程器和能量储存装置。整车的能量消耗由燃油消耗和电量消耗组成，在进行不同车辆间的油耗对比或不同整车控制策略对整车油耗的影响时，直接对比燃料消耗无法排除能量储存装置的耗电量带来的影响，无法客观评价增程式混合动力车辆的燃油消耗水平。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了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。

具体通过以下技术方案来实现：

由于增程式车辆具有两个能量源，直接对比燃料消耗无法排除电池耗电量带来的影响，因此本申请第一方面提出了一种增程式混合动力车燃油经济性评价指标，所述评价指标为等效燃油消耗量，具体定义为增程式混合动力车动力电池的能量净改变量为零时的燃料消耗量；此时所有的能量均由増程器提供，能量储存装置的耗电量为零，从而适用于增程式混合动力车辆前期正向开发过程中的经济效果评价。

本申请第二方面提出了一种获取上述燃油经济性评价指标的方法，包括如下步骤：

步骤1、数据处理：获取所述增程式混合动力车的不少于三组燃油消耗量F和荷电状态SOC的测试数据，计算百公里燃油消耗量E和荷电状态变化量△SOC；

步骤2、线性插值：使用线性插值修正法将多个测试数据结果转化为百公里燃油消耗量E关于荷电状态变化量△SOC的一次线性方程；

步骤3、有效性验证：用线性相关系数R2来判断测试数据及线性插值的有效性，且规定当线性相关系数R2≥0.9时，认为测试数据和线性回归插值是有效的，若R2<0.9，则重新获取燃油消耗量F和荷电状态SOC的测试数据；

步骤4、等效燃油消耗量计算：由线性插值获得的百公里燃油消耗量E关于荷电状态变化量△SOC的一次线性方程，能够求得荷电状态变化量△SOC＝0时对应的燃油消耗量F，即动力电池的能量净改变量为零时的燃料消耗量，从而得到等效燃油消耗量。

优选的，步骤1中所获取的数据中，至少有一组数据△SOC>0，至少有一组数据△SOC<0，保证数据处理过程是基于内插法，若数据不满足要求，则重新获取燃油消耗量F和荷电状态SOC的测试数据。

步骤1中的测试数据可以通过整车试验获取，具体包括：

步骤101、试验准备：试验前按照规定的充电章程将待试验的增程式混合动力车的储能装置充满电，然后将该车辆在道路或底盘测功机上使用试验循环进行预热和预处理，直至车辆从电量消耗阶段进入电量维持阶段，关闭点火锁15min，进行车辆预置；

步骤102、数据获取：在电量维持阶段起点，采用规定的试验循环连续进行不少于三次试验测试(保证有足够的数据对SOC进行修正)，得到每一次试验循环所消耗的燃油量F、起点SOC及终点SOC，若尚未完成三次试验，车辆就进行了非试验的行驶，车辆应重新进行试验。(上述试验循环测试过程均按照行业标准的重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法进行)

步骤1中的数据还可以通过仿真分析获取，具体包括：

步骤111、仿真准备：采用标准仿真分析软件，按照循环工况运行至増程器开始启动的时刻，进入电量维持阶段后停止仿真过程，完成仿真准备工作；

步骤112、数据获取：按照标准试验循环进行仿真分析，连续进行不少于三次试验循环的仿真(保证有足够的数据对SOC进行修正)，在每完成一次循环后暂停仿真，记录一次循环消耗的燃油量F、起点SOC及终点SOC。(上述试验循环仿真分析过程均按照行业标准的重型混合动力电动汽车能量消耗量仿真试验方法进行)

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

(1)本发明提出的增程式混合动力车辆燃油经济性评价指标—等效燃油消耗量，即增程式混合动力车动力电池的能量净改变量为零时的燃料消耗量，能够有效解决由于增程式车辆具有两个能量源，直接对比燃料消耗无法排除电池耗电量带来影响的问题。

(2)本发明中等效燃油消耗量的计算方法由数据获取准备、数据获取过程、数据处理、线性插值、有效性验证、等效燃油消耗量计算六部分组成，上述计算方法中测试操作步骤简单易操作，且数据计算过程简洁合理，所得数值可靠性较高。

附图说明

图1为动力电池荷电状态变化量△SOC和百公里燃油消耗量E的线性插值结果。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

一种通过整车试验获取增程式混合动力车燃油经济性评价指标的方法，包括如下步骤：

步骤101、试验准备：试验前应按照规定的充电章程将待试验的增程式混合动力车储能装置充满电，该车辆在道路或底盘测功机上使用试验循环进行预热和预处理，直至车辆从电量消耗阶段进入电量维持阶段，关闭点火锁15min，进行车辆预置；

步骤102、数据获取：在电量维持阶段起点，采用规定的试验循环进行试验测试，连续进行六次试验；若尚未完成六次试验，车辆就进行了非试验的行驶，车辆应重新进行试验，得到每一组试验循环所消耗的燃油量F、起点荷电状态SOC及终点荷电状态SOC，并录入表1中；(上述试验循环测试过程均按照行业标准的重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法进行)

步骤103、数据处理：由步骤102获得的各个循环下的燃油消耗量F和SOC数据,计算百公里燃油消耗量E和荷电状态变化量△SOC，并且要求至少有一组数据△SOC>0，至少有一组数据△SOC<0，保证数据处理过程是基于内插法。若数据不满足要求，则继续按照步骤102进行电量维持阶段的试验循环测试，直至数据满足内插法要求；

其中：E＝F/D×100

式中：

E：百公里燃油消耗量，L/100km；

F：循环工况油耗量，L；

D：循环工况运行距离，km。

▽SOC＝SOC_终点-SOC_起点

式中：

SOC_起点：起点荷电状态；

SOC_终点：终点荷电状态；

ΔSOC：荷电状态变化量。

步骤104、线性插值：使用线性插值修正法将多个试验结果转化为百公里油耗量E关于荷电状态变化量△SOC的一次线性方程E＝aΔSOC+b，将离散数据转化为连续数据；

步骤105、有效性验证：用数值分析理论的线性相关系数R²来判断试验测试数据及线性插值的有效性，规定当线性相关系数R²≥0.9时，认为试验数据和线性回归插值是有效的，若R²<0.9，则继续进行步骤102的电量维持阶段的试验循环测试；

步骤106、等效燃油消耗量计算：由插值结果E＝aΔSOC+b，可以求得荷电状态变化量△SOC＝0时对应的燃油消耗量，即动力电池的能量净改变量为0时的燃油消耗量，得到等效燃油消耗量。

表1电量维持阶试验结果记录表

实施例2

一种通过仿真分析获取增程式混合动力车燃油经济性评价指标的方法，包括如下步骤：

步骤201、仿真准备：采用标准仿真分析软件，按照循环工况运行至増程器开始启动的时刻，进入电量维持阶段后停止仿真过程，完成仿真准备工作；

步骤202、数据获取：按照标准试验循环进行仿真分析，连续进行不少于三次试验循环的仿真(保证有足够的数据对SOC进行修正)，在每完成一次循环后暂停仿真，记录一次循环消耗的燃油量F、起点SOC及终点SOC；(上述试验循环仿真分析过程均按照行业标准的重型混合动力电动汽车能量消耗量仿真试验方法进行)

步骤203、数据处理：由步骤202获得的各个循环下的燃油消耗量F和SOC数据，计算百公里燃油消耗量E和荷电状态变化量△SOC，并且要求至少有一组数据△SOC>0，至少有一组数据△SOC<0，保证数据处理过程是基于内插法。若数据不满足要求，则继续按照步骤202进行标准试验循环仿真分析，直至数据满足内插法要求；

其中：E＝F/D×100

式中：

E：百公里燃油消耗量，L/100km；

F：循环工况油耗量，L；

D：循环工况运行距离，km。

▽SOC＝SOC_终点-SOC_起点

式中：

SOC_起点：起点荷电状态；

SOC_终点：终点荷电状态；

▽SOC：荷电状态变化量。

步骤204、线性插值：使用线性插值修正法将多个试验结果转化为百公里油耗量E关于荷电状态变化量△SOC的一次线性方程E＝a▽SOC+b，将离散数据转化为连续数据；

步骤205、有效性验证：用数值分析理论的线性相关系数R²来判断试验测试数据及线性插值的有效性，规定当线性相关系数R²≥0.9时，认为试验数据和线性回归插值是有效的，若R²<0.9，则继续按照步骤202进行标准试验循环仿真分析；

步骤206、等效燃油消耗量计算：由插值结果E＝a▽SOC+b可以求得荷电状态变化量△SOC＝0时对应的燃油消耗量，即动力电池的能量净改变量为0时的燃油消耗量，得到等效燃油消耗量。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种增程式混合动力车燃油经济性评价指标，其特征在于：所述评价指标为等效燃油消耗量，即增程式混合动力车动力电池的能量净改变量为零时的燃料消耗量。

2.一种获取所述燃油经济性评价指标的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤3、有效性验证：用线性相关系数R²来判断测试数据及线性插值的有效性，且规定当线性相关系数R²≥0.9时，认为测试数据和线性回归插值是有效的，若R²<0.9，则重新获取燃油消耗量F和荷电状态SOC的测试数据；

3.根据权利要求2所述的一种获取所述燃油经济性评价指标的方法，其特征在于：步骤1中所获取的数据中，至少有一组数据△SOC>0，至少有一组数据△SOC<0，若数据不满足要求，则重新获取燃油消耗量F和荷电状态SOC的测试数据。

4.根据权利要求3所述的一种获取所述燃油经济性评价指标的方法，其特征在于：通过整车试验获取步骤1中的测试数据，具体包括：

步骤102、数据获取：在电量维持阶段起点，采用规定的试验循环连续进行不少于三次试验测试，得到每一次试验循环所消耗的燃油量F、起点SOC及终点SOC，若尚未完成三次试验，车辆就进行了非试验的行驶，车辆应重新进行试验。

5.根据权利要求3所述的一种获取所述燃油经济性评价指标的方法，其特征在于：通过仿真分析获取步骤1中的数据，具体包括：

步骤112、数据获取：按照标准试验循环进行仿真分析，连续进行不少于三次试验循环的仿真，在每完成一次循环后暂停仿真，记录一次循环消耗的燃油量F、起点SOC及终点SOC。