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苏州达思灵推出电动车增程器测试与评价标准
2018.02.13 浏览量:147

       增程式纯电驱动电动车上所安装的车载增程器大多数使用汽油机或柴油机做为动力,也有少数企业开发使用天然气或甲醇发动机做为动力,带动发电机发出直流电。增程器发出的直流电通过电动车上的直流动力总线与车载动力电池和驱动电机连接,根据能量管理策略实现分别为驱动电机供电或为电池充电,或两者同时进行。原理上,增程器的工作状态常常独立于整车行驶工况,或者采用单一恒功率发电(T1)、或者采用两级发电恒功率平台(T2)等控制策略,实现噪声管理、最佳发电效率和最低排放等目标。


苏州达思灵推出电动车增程器测试与评价标准

       评价两个增程器的性能除了比较其功率密度(kW/L)指标外一般还包括发电噪声、发电燃油效率(L/kWh)和排放指标等。

       增程器的总废气排放分别受所使用发动机性能和发电机系统效率影响,还会受发动机与发电机之间性能匹配优化的影响,是一个系统工程问题。


 苏州达思灵推出电动车增程器测试与评价标准

图1.增程器油耗特性


       增程器系统的不同控制策略也是影响排放和燃油效率。因此,增程器的废气排放性能评价需要一个独立的评估测试标准,在分别反映其发动机和发电机性能对排放影响的同时,也能反映两者匹配的优化影响,排除不同控制策略的影响(控制策略大多数由车厂在整车集成过程中调整优化)。


       苏州达思灵基于开发和测试的需求,设计和使用一个独立的增程器油耗和排放测试评价标准Q/3(Q/320507 NHF01—2018),希望能够满足增程器开发过程的性能评估需求,也可使得整车开发企业或系统集成商在选择不同增程器时有一个独立的评价指标,大致摘要介绍如下。



1. 术语、定义

       GB/T 2900.11、QC/T 743-2006确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

1.1 增程器

       一种车载直流发电系统,由发动机(燃油、燃气或醇醚)提供动力依靠发电机发电,系统通过控制器整流及控制输出直流动力,输出的电流或电压是可以连续调节,主要工作在恒功率恒转速工况。

1.2 增程器能量转换率

       增程器在额定转速下按照额定功率发电时每度电所需消耗的燃料,单位:L/kWh。

1.3 额定功率

       增程器在额定转速工作条件下,发电机的额定发电功率。

1.4 发电率

       增程器发电率 = 增程器实际发电功率/增程器额定功率

2. 排放

2.1 增程器状态及安装要求

       a) 用于排放测量的增程器必须是符合检验要求的增程器;

       b) 发动机ECU、油箱应与出厂状态保持一致,且油箱盖应符合GB18352.5-2013的

           5.1.2相关措施要求;

       c) 消音器、催化器等排气设备必须与出厂合格产品状态保持一致;

       d) 排放测量开始前进行必要的磨合,累积磨合时间不超过1小时。

2.2 实验辅助设备

       排放测试时,应配备与增程器发电功率相匹配的负载箱(电子可调或阻性可变), 负载箱的负载大小应可以在工作过程中进行改变,以满足测试过程中不同发电率的需求。


2.3 测试方法

       增程器排放测试分别恒功率恒转速法测试(普通商用纯电驱动车)、工况法功率可变测试(纯电驱动乘用车)和ESC工况法(重型纯电驱动商用车)三种方式。

2.3.1 恒功率法测试–CPCT测试法

       CPCT测试时,选择匹配100%负载的负载箱,自动运行系统,测试过程按图2执行。

       其中:Pmax=增程器额定功率,车速根据整车设计文件确定。

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图2 CPCT排放测试周期


2.3.2 双台阶工况法测试–T2P2测试法

       参照GB/T 19755-2016中NEDC工况(二种工况 – 简称P2),确定的双台阶增程器发电工况(简称T2)测试法 – T2P2测试法,按照图3要求进行循环测试。

       其中:测试过程中增程器的实际发电功率=发电率(%,图3实线)*增程器额定功率

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图3 T2P2工况法排放测试循环周期


2.3.3 ESC工况法–MP6测试法

       启动增程器预热发动机,预处理采用怠速 1min、半功率 5min、额定功率 5min、峰值功率 1min 的顺序循环运转,累积时间不少于1h。测试增程器在测功机上运行应遵循表1及图4所列出的6工况循环:


                   表 1

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图 4 MP6 工况法排放测试循环周期


2.3.4 测试次数与限值

       CPCT恒功率法和MP6工况法排放试验重复进行三(3)次,作为增程器相应污染物的排放值。单位为g/(kWh)。其平均排放限值应符合GB17691-2005中给出的排放限值要求。

       NEDC工况法排放试验各重复进行三(3)次,作为增程器相应污染物的排放值,单位为 g/100Km。其平均排放限值经过相应劣化后应符合GB18352.5-2013中给出的关于排放限值要求,劣化系统系数应符合GB18352.5-2013的要求。如果每种污染物或两种污染物排放量的和,不大于0.70L(即V1≤0.70L,小于等于排放限值的 0.7 倍),则可只进行一次试验。

3. 发电效率

3.1 增程器发电量计算

      增程器试验过程中实时测量发电机控制器输出端的直流电压和电流,增程器发电量按公式

苏州达思灵推出电动车增程器测试与评价标准

      (1)计算式中:

          E——增程器发电量。单位为千瓦时(kWh);

          t0——试验开始时间,单位为秒(s);

          t1——试验终止时间,单位为秒(s);

          U——发电机控制器输出端电压,单位为伏特(V);

           I——发电机控制器输出端电流,单位为安培(A)。

3.2 增程器能量转换率计算

       增程器能量转换率按下式

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       (2)计算:式中:

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3.3 测试方法

       根据增程器产品技术文件,选取增程器额定功率发电,连续测试工作1800秒。

4. 噪声

       增程器噪声测量应参照GB1496-1979要求。

4.1 测量仪器

       噪音测量仪表误差:不得超过±2dB。测量开始前,首先按照噪音测量仪规定对仪器进行校正,校正准确后方可使用,测量时选取档位为A声级、F档

4.2 环境要求

       噪声测试在消音室内进行?;肪澄露?10℃~45℃,湿度15%~95%RH。

4.3 试验方法

      1) 增程器工作状态: 额定发电工作(恒功率)。

      2) 测量时,测量值与背景噪声相差在4dB以下时,测量无效。

      3) 相邻两测量点间的噪声值应在5dB以内,否则应增加测量点。

      4) 测量点必须距电机表面1m处。

      5) 根据噪声A计权声功率级dB(A)计算公式,计算噪声值,不应超过相应技术文件所要求的限值。





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