摘 要：本文立足于重型混合動力汽車的整體能量消耗，以現(xiàn)階段傳統(tǒng)汽車能耗試驗(yàn)檢驗(yàn)為基礎(chǔ)，對重型混合動力電動汽車能耗的檢驗(yàn)方法進(jìn)行探討，并對其檢測技術(shù)方法和其中存在的問題進(jìn)行分析，對重型混合動力汽車在環(huán)保方面所展現(xiàn)的優(yōu)勢進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：重型；混合動力汽車；能量消耗；測試方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.060

隨著該行業(yè)的所屬技術(shù)的日漸完善，重型混合動力電動汽車的市場也逐漸廣闊起來。為了不斷促進(jìn)其性能優(yōu)化，重型混合動力電動車除了擁有傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)，還自帶GE、M/G、RESS等單元。本文旨在對重型混合動力汽車能耗試驗(yàn)的檢測方法和其中存在的問題進(jìn)行簡要分析，并對重型混合動力電動汽車在環(huán)保方面所展現(xiàn)的優(yōu)勢進(jìn)行探索。

1 試驗(yàn)車輛

將國產(chǎn)重型混合動力汽車作為基本試驗(yàn)對象，參數(shù)見表1。其中，常規(guī)動力汽車是在原混合動力電動汽車基礎(chǔ)上將混合動力系統(tǒng)關(guān)閉從而進(jìn)行的試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)設(shè)備

車載設(shè)備主要采用能耗測量儀器、排放測試儀器以及工況跟蹤系統(tǒng)等。其中，能耗測量儀器主要是指油耗儀和電功計(jì)等，排放測試儀器主要包括OBS、ELPI和主控電腦等。

在本次研究中，采用的油耗儀型號為Flowtronic210，該油耗儀有4個(gè)油路接口，分別跨接在連接油箱和發(fā)動機(jī)的進(jìn)油和回油油路中間。測試循環(huán)開始時(shí)打開油耗儀，可以準(zhǔn)確測量車輛運(yùn)行整個(gè)測試循環(huán)所消耗的油量。

電功計(jì)的型號為WT1600型數(shù)字功率計(jì)，用于測試電力系統(tǒng)的專業(yè)儀器，能將電壓、電流，功率等多項(xiàng)參數(shù)同時(shí)進(jìn)行測試并記錄下來，包括這些參數(shù)的有效值、平均值、直流成分、交流成分、諧波等，其采樣精度符合試驗(yàn)要求。

工況跟蹤系統(tǒng)OBDCTS（On Board Driving Cycle Testing System）則安裝在車身的左側(cè)面，用于實(shí)時(shí)測取車輛的實(shí)際行駛速度，采集到的速度信息實(shí)時(shí)傳送至車速跟蹤軟件，駕駛員根據(jù)跟蹤軟件的車速顯示情況進(jìn)行合理的加減速操作，以達(dá)到較好地跟蹤設(shè)定循環(huán)的目的。同時(shí)跟蹤軟件還將采集到的實(shí)際車速數(shù)據(jù)存在電腦里，作為整個(gè)測試結(jié)果分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

此外，在研究過程中，還需要其它輔助設(shè)備的支持，分別為所有測試儀器提供電力的汽油發(fā)電機(jī)一臺；不間斷電源一臺；為靜電低壓沖擊儀提供稀釋空氣的空氣壓縮機(jī)一臺；為ELPI以固定速率抽取樣氣的真空泵一臺。

3 試驗(yàn)過程

整個(gè)試驗(yàn)設(shè)定車輛完成一個(gè)完整的測試循環(huán)，之后，將點(diǎn)火鎖關(guān)閉，停止20分鐘。按整車裝載質(zhì)量的65%進(jìn)行配重。為了所測試車輛具備統(tǒng)一的條件，避免其他因素的干擾，需要在進(jìn)行測試之前，車輛油箱應(yīng)裝滿試驗(yàn)專用油。

隨后的測試中，車輛需駛?cè)霚y試道路，方可測定能耗及排放，這需要對一切設(shè)備的準(zhǔn)備工作進(jìn)行查驗(yàn)，所有工序都就緒以后，開始測試。通過使用速度跟蹤系統(tǒng)對試驗(yàn)的工況進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，并借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)展現(xiàn)在屏幕上，在此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過程中，相關(guān)車輛的駕駛員的操作需要按照試驗(yàn)工程狀況開展相關(guān)的工作，并針對各種設(shè)備精準(zhǔn)的做好實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄。所在試驗(yàn)中的被測車輛需要連續(xù)運(yùn)行兩個(gè)典型城市公交循環(huán)為一次完整測試，每次的測試重復(fù)兩次，結(jié)果取算術(shù)平均值為基準(zhǔn)。測試流程圖如下：

測試工作全部照既定的流程開展，先后進(jìn)行開空調(diào)試驗(yàn)和關(guān)空調(diào)試驗(yàn)，將混合動力電動汽車與常規(guī)車輛分別試驗(yàn)兩次，對同一輛車的同一次試驗(yàn)，待一次測試結(jié)束后，車輛怠速稍作調(diào)整立即進(jìn)行下一個(gè)測試。

在試驗(yàn)過程中，為了保證測試的一致性和數(shù)據(jù)的可靠性，一些對測試有影響的因素如車輛載重量、油品、大氣溫度、濕度等等其他影響因素均要考慮在內(nèi)，盡可能地保證其他影響因素的一致性，從而減少它們對試驗(yàn)結(jié)果的影響。

4 試驗(yàn)結(jié)果處理

（1）在油電轉(zhuǎn)化法的計(jì)算方法下，能耗結(jié)果如下表2所示，利用公式轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)對NEC （kWh）→燃油消耗（kWh）的順利換算，其遵循的基本換算理論是1L柴油燃燒之后的熱能與3.02 kWh的電能等效，將所有的能量消耗轉(zhuǎn)化為耗油量之后再進(jìn)行能耗評價(jià)。由表2中可以看出空調(diào)開啟和關(guān)閉狀態(tài)下RESS系統(tǒng)的工作狀態(tài)不同，開啟時(shí)電池在放電且NEC變化不大，關(guān)閉時(shí)電池在充電且NEC較大。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，空調(diào)關(guān)閉時(shí)，車輛能耗明顯降低，比開啟空調(diào)時(shí)降低39%左右。

（2）利用碳平衡法進(jìn)行能耗評價(jià)，在計(jì)算之前，需要驗(yàn)證數(shù)據(jù)的有效性，主要是指NEC與總能耗的比值是否位于允許的范圍內(nèi)。如果比值在1%以內(nèi)，則沒有修正的必要，如果比值位于1-5%之間，修正是必要的手段，如果比值超過5%，則表明數(shù)據(jù)無效，如下表3，在空調(diào)處于開啟狀態(tài)之時(shí)，數(shù)據(jù)有效，不需要修正，在空調(diào)關(guān)閉后，數(shù)據(jù)有效，但是需要修正。

經(jīng)過修正后，根據(jù)混合動力電動的汽車排放測試數(shù)據(jù)和利用碳平衡法折算后的油耗結(jié)果如下表4所示，除HC之外，污染物的排放量，空調(diào)開啟狀態(tài)要高于空調(diào)關(guān)閉狀態(tài)，尤其是CO2的排放，使用碳平衡計(jì)算法折算后，車輛的油耗量增加了不少。

（3）通過對兩種方法的數(shù)據(jù)修正和計(jì)算，100公里混合動力電動汽車燃料消耗結(jié)果如下表5所示，存在的差異十分顯著，主要體現(xiàn)在：開空調(diào)測試時(shí)油耗量前者比后者減少3.5%，關(guān)空調(diào)時(shí)前者比后者增加6.2%。由此看出在數(shù)據(jù)不需要修正時(shí)，兩種方法計(jì)算誤差在5%以內(nèi)，當(dāng)需要修正數(shù)據(jù)時(shí)誤差超過5%，說明當(dāng)NEC較大時(shí)會對油電轉(zhuǎn)化法的計(jì)算結(jié)果造成影響，從而使得最后的計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)較大的誤差。

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項(xiàng)目來源：武漢商學(xué)院校級科學(xué)（青年）研究項(xiàng)目《重型混合動力電動汽車能耗測試方法的探索》（項(xiàng)目編號： 2016KQ001）

作者簡介：雷汝婧（1988-），女，湖北武漢人，碩士研究生，助理實(shí)驗(yàn)師，現(xiàn)任武漢商學(xué)院機(jī)電工程與汽車服務(wù)學(xué)院汽車實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心負(fù)責(zé)人，主要研究方向：汽車新能源、汽車檢測技術(shù)。