劉玉燦

（廣東汽車檢測中心有限公司，廣東 佛山 528061）

引言

現(xiàn)中國合格評定國家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）對于第三方實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)數(shù)據(jù)要求越來越高，要求各實(shí)驗(yàn)室加強(qiáng)對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定度評定。

1 測量概述

根據(jù) GB/T 18386-2017《電動(dòng)汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法》中的規(guī)定，輕型電動(dòng)汽車在動(dòng)力蓄電池充滿電12小時(shí)內(nèi)，在20℃-30℃的室內(nèi)環(huán)境下，根據(jù)NEDC工況進(jìn)行試驗(yàn)。其中NEDC工況由四個(gè)城區(qū)循環(huán)和一個(gè)城郊循環(huán)組成。當(dāng)車速無法滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差要求時(shí)，停止試驗(yàn)。測試設(shè)備采用HIOKI-3390功率分析儀，AVL四驅(qū)底盤測功機(jī)，WEISS整車試驗(yàn)環(huán)境倉。

2 建立數(shù)學(xué)模型

電動(dòng)汽車能量消耗率測試時(shí)，其測量數(shù)學(xué)模型為：

式中：C為能量消耗率，單位wh/km；

E為充電期間來自電網(wǎng)的電能，單位wh；

D為續(xù)駛里程，單位km。

3 測量不確定度來源分析

根據(jù)測量數(shù)學(xué)模型分析，其不確定度來源主要有來自電網(wǎng)的電能，續(xù)駛里程等構(gòu)成，在這幾個(gè)輸入量的測量過程中，人員操作、環(huán)境溫度、試驗(yàn)樣車都會(huì)對輸入量的測量結(jié)果產(chǎn)生影響。而且這些還沒有涵蓋所有不確定度來源，用魚刺圖來分析影響測量不確定度的各個(gè)分量。人員操作、環(huán)境溫度、試驗(yàn)樣車對測量結(jié)果帶來的影響用A類評定方法，在能量消耗率試驗(yàn)中，溫度波動(dòng)比較小，微小波動(dòng)對測量結(jié)果的不確定度影響輕微，因此暫不考慮環(huán)境條件引起的不確定度。樣車由于不斷更換，樣車穩(wěn)定性的不確定度也暫不考慮。其他影響因素用B類評定方法。

圖1

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

人員操作的重復(fù)性對測量結(jié)果造成影響，尤其是樣車駕駛員的駕駛習(xí)慣，專注度等，造成加、減速速率的變化，從而對樣車能量回收和輸出差異，最終導(dǎo)致續(xù)駛里程以及充電電能的變動(dòng)?，F(xiàn)對某款樣車在充滿電的相同條件下，連續(xù)測量4次，結(jié)果如下：

表1

4.1 電能E相對不確定的評定

4.1.1 人員操作的重復(fù)性對電能測量結(jié)果造成影響

采用表一中連續(xù)四次電能檢測結(jié)果，由于次數(shù)較少，采用極差法進(jìn)行 A類不確定度評定，極差 R=376wh，從JJF1059.1-2012中4.3.2.3查得極差系數(shù)C=2.06：

4.1.2 電網(wǎng)電能E的B類不確定度UBB評定

電能公式如下：

其中U為電網(wǎng)電壓，I為經(jīng)電網(wǎng)輸入的電流，t為充電時(shí)間。

由于U，I，t彼此獨(dú)立，符合JJF1059.1-2012的4.4.2 條函數(shù)關(guān)系，于是：

電壓U標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

依據(jù)功率分析儀出廠說明書電壓測量最大允許誤差±0.05%fs，計(jì)量有效，測量范圍0-600V。測量誤差為±0.05%×600=±0.3V。服從均勻分布，k=，UU==0.1732V。

電流I標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

依據(jù)功率分析儀出廠說明書電流測量最大允許誤差±0.05%fs，計(jì)量有效，測量范圍0-200A。測量誤差為±0.05%×200=±0.1A。服從均勻分布，k=，UI==0.0577A。

時(shí)間t標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

依據(jù)功率分析儀出廠說明書，沒有對時(shí)間精度的描述，而目前市面石英表精度一般為±1s/24小時(shí)，試驗(yàn)充電時(shí)間一般都為幾個(gè)小時(shí)，可認(rèn)為時(shí)間t標(biāo)準(zhǔn)不確定度對測量結(jié)果影響極其輕微，忽略不計(jì)。

功率分析儀采樣頻率為1Hz，即1s，屬于累加，充電總時(shí)間5h39min，符合JJF1059.1-2012的4.4.2.1條函數(shù)關(guān)系，即：

4.1.3 電能測量結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成

相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度= 94.80/49529 = 0.19%

4.2 續(xù)駛里程D相對不確定度的評定

4.2.1 人員操作的重復(fù)性對續(xù)駛里程測量結(jié)果造成影響

采用表一中連續(xù)四次續(xù)駛里程檢測結(jié)果，由于次數(shù)較少，采用極差法進(jìn)行 A類不確定度評定，極差 R=1.97km，從JJF1059.1-2012中4.3.2.3查得極差系數(shù)C=2.06：

4.2.2 續(xù)駛里程D的B類不確定度UDB的評定

依據(jù)底盤測功機(jī)出廠說明書，距離測量精度為±0.1%，且服從均勻分布，k=。

UDB=0.1%*=0.18km

4.2.3 距離測量結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成

相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度= 0.51/319.72 = 0.16%

5 合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

6 擴(kuò)展不確定度

取kp=2，則擴(kuò)展不確定度U為：

7 不確定度報(bào)告

即本次能量消耗率試驗(yàn)測得能量消耗率為 154.91 wh/km，其擴(kuò)展不確定度U=0.78 wh/km。