汽車試驗學(xué)課件 第6章 汽車整車性能試驗3

6.2.1汽車經(jīng)濟性試驗的分類6.2.2燃油汽車經(jīng)濟性的試驗6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗6.2.4混合動力汽車經(jīng)濟性的試驗6.2汽車經(jīng)濟性的試驗6.2.1汽車經(jīng)濟性試驗的分類

1.

按照汽車動力裝置分類

按照汽車動力裝置，汽車的經(jīng)濟性試驗分為燃油汽車、純電動汽車和混合動力汽車的經(jīng)濟性試驗等。

汽車理論中的“燃油經(jīng)濟性”，在各種試驗標準中一般稱為“燃料經(jīng)濟性”，含義是相同的，基本上都是測定燃油汽車的汽/柴油消耗量。燃料經(jīng)濟性試驗也即燃油汽車的經(jīng)濟性試驗。

2.

按照汽車工況分類

按照汽車工況，汽車的經(jīng)濟性試驗分為等速、等加速等單工況經(jīng)濟性試驗和多工況經(jīng)濟性試驗等。等速工況經(jīng)濟性試驗是在汽車等速行駛條件下進行經(jīng)濟性試驗，等加速工況經(jīng)濟性試驗是在汽車等加速行駛條件下進行經(jīng)濟性試驗，均為單工況經(jīng)濟性試驗。多工況經(jīng)濟性試驗是在汽車多工況行駛條件下進行經(jīng)濟性試驗，多工況是由汽車的起步、加速、等速、減速和怠速停車等組合的工況。6.2.1汽車經(jīng)濟性試驗的分類

3.按汽試驗時對各種因素的控制程度分類

（1）不控制道路的試驗這種試驗對行駛道路、交通狀況、駕駛習(xí)慣和周圍環(huán)境不做任何控制，屬于一種將被試車輛投放到試驗點（使用單位）進行的使用試驗，可獲得經(jīng)濟性的統(tǒng)計性數(shù)據(jù)。多用于交通運輸企業(yè)的經(jīng)濟性試驗。（2）控制的道路試驗這種試驗是在維持行駛道路和交通狀況等使用因素基本不變的條件下，進行經(jīng)濟性試驗。

（3）道路上的循環(huán)試驗這種試驗是指完全按照編制好的車速一時間規(guī)范在道路上進行的試驗。在循環(huán)試驗中，包括等速、等加速、等減速和怠速工況的試驗。

（4）底盤測功機上的循環(huán)試驗這種試驗是將道路上的循環(huán)試驗移植到底盤測功機上進行，或者說，在底盤測功機上進行單工況或多工況循環(huán)的經(jīng)濟性試驗。用于汽車性能研究性試驗、汽車新技術(shù)和新產(chǎn)品的驗證試驗、汽車質(zhì)量年檢等檢查試驗、不同車型的橫向?qū)Ρ仍囼灐⑼卉囕v調(diào)整功維修前后的對比試驗等。6.2.1汽車經(jīng)濟性試驗的分類

4.按照消耗能量的獲取方法分類

（1）測量耗油量的試驗測量耗油量的試驗是用容積式、質(zhì)量式油耗儀等測量燃油的消耗量的試驗，通過測量燃油的消耗量，及根據(jù)汽車理論中百公里油耗的計算方法，獲得百公里油耗（L/100km），用于燃油汽車的經(jīng)濟性試驗。

（2）碳平衡法計算耗油量的試驗碳平衡法計算耗油量的試驗是用碳平衡法計算燃油量的經(jīng)濟性試驗，用于燃油車輛的多工況循環(huán)的汽車經(jīng)濟性試驗。

（3）測量能量消耗率和續(xù)駛里程的試驗測量能量消耗率和續(xù)駛里程的試驗是測量電動汽車的能量消耗率和續(xù)駛里程的試驗，用于電動汽車的經(jīng)濟性試驗。6.2.2燃油汽車經(jīng)濟性的試驗

1.等速工況燃料經(jīng)濟性試驗

（1）道路上等速燃料經(jīng)濟性試驗

試驗的方法是測量汽車以等速通過一定距離（如2km）的平直路段所消耗的燃料，計算得到該車速下的等速百公里油耗。通過改變車速，可得到不同車速下的等速百公里油耗。通過汽車速度測量儀，測試汽車的車速和行駛路程，通過容積式油耗儀測量燃料消耗量。變速器檔位：變速器檔位置于直接擋；如果有超速擋，則增加超速檔下的等速燃料消耗量試驗。對于自動變速器的車型，則選用前進擋D位。

試驗車速從略高于該擋位最低穩(wěn)定車速的10km/h的整倍數(shù)起（通常取20km/h起；如果該檔位最低穩(wěn)定車速超過20km/h，則從30km/h起），至最高車速的90%，至少選定五個車速。

同一車速下往返各進行兩次測試，將容積式油耗儀串聯(lián)在供油管路中，測量每次行駛的燃料消耗量，經(jīng)重復(fù)性檢驗后取平均值作為試驗結(jié)果。

等速百公里油耗的計算：用容積式油耗儀測得的燃料消耗量除以汽車測試路段的距離，分別得到不同車速，不同擋位的等速百公里油耗。計算中要注意溫度影響燃料的密度。

道路上等速燃料經(jīng)濟性試驗的誤差與容積式油耗儀測量精度、供油系統(tǒng)的回油、測試環(huán)境和道路等有關(guān)。6.2.2燃油汽車經(jīng)濟性的試驗

（2）底盤測功機上等速燃料經(jīng)濟性的試驗

試驗的方法是在底盤測功機上測量汽車以等速行駛一定距離（如2km）所消耗的燃料，計算得到該車速下的百公里油耗。改變車速，得到不同車速下的等速燃料消耗量。

在恒速測量界面上設(shè)定車速并進行試驗，驅(qū)動輪帶動滾筒轉(zhuǎn)動，當汽車的車速稍大于設(shè)定速度時，保持加速踏板位置，測功器產(chǎn)生不同的阻力矩，自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速，使汽車恒速。

試驗時，變速器的擋位操作、車速的設(shè)置分別同道路上等速燃料經(jīng)濟性試驗中變速器的擋位操作、車速的設(shè)置。

同一車速下至少進行4次測試，將容積式油耗儀串聯(lián)在供油管路中，測量每次行駛的燃料消耗量，經(jīng)重復(fù)性檢驗后取平均值作為試驗結(jié)果。

百公里油耗的計算：用容積式油耗儀測得的燃料消耗量除以汽車行駛的距離，分別得到不同車速，不同擋位的百公里油耗。從恒速測量界面上可獲取汽車行駛的距離。

底盤測功機上等速燃料經(jīng)濟性試驗的誤差與容積式油耗儀測量精度、供油系統(tǒng)的回油、底盤測功機的精度等有關(guān)。6.2.2燃油汽車經(jīng)濟性的試驗

2. 多工況燃料經(jīng)濟性試驗多工況燃料經(jīng)濟性試驗的目的是獲得汽車在多工況下循環(huán)行駛的燃料油耗量。輕型汽車多工況燃油汽車經(jīng)濟性試驗的標準包括國家標準GB/T19233-2020《輕型汽車燃料消耗量試驗方法》和GB18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》，重型汽車多工況燃油汽車經(jīng)濟性試驗的標準包括國家標準GB/T27840-2021《重型商用車輛燃料消耗量測量方法》和GB17691-2018重型柴油車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）等。6.2.2燃油汽車經(jīng)濟性的試驗輕型汽車多工況燃料經(jīng)濟性試驗的方法：在底盤測功機的續(xù)駛里程界面下，調(diào)用WLTC循環(huán)，開展試驗；試驗時，WLTC循環(huán)的車速曲線及車速范圍曲線在車前的顯示屏上顯示，駕駛員觀察顯示屏上的車速曲線及車速范圍曲線，通過加速踏板控制車速（測試精度低），或通過自動控制車速裝置控制車速（測試精度高）；通過尾氣測量HC、CO和CO2的排放量，再根據(jù)汽車理論中的碳平衡法，計算得到燃料油耗量。在試驗中，先用全流式排氣稀釋系統(tǒng)稀釋尾氣，再用定容采祥系統(tǒng)（CVS）取樣尾氣CVS，最后檢測HC、CO和CO2等。6.2.2燃油汽車經(jīng)濟性的試驗顯示屏上的車速曲線及車速范圍曲線全流式排氣稀釋系統(tǒng)及定容采祥系統(tǒng)（CVS）6.2.2燃油汽車經(jīng)濟性的試驗WLTC循環(huán)包括低速段、中速段、高速段和超速段四部分，試驗持續(xù)時間1800s，其中低速段的持續(xù)時間589s，中速段的持續(xù)時間433s，高速段的持續(xù)時間455s，超速段的持續(xù)時間323s，在GB18352.6-2016《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）》中，給出低速段、中速段、高速段和超速段的逐秒車速表，每1秒對應(yīng)一個車速，從GB18352.6-2016中摘錄的WLTC循環(huán)中的一部分車速如表6-2所示。從表6-2可以看出，在WLTC循環(huán)中對車速一時間關(guān)系（或車速一里程關(guān)系）做出明確、具體的定量約束，試驗時必須按照既定的循環(huán)實時、最好自動控制車輛的起步、加速、等速、減速和怠速停車等工況。6.2.2燃油汽車經(jīng)濟性的試驗圖6-6低速段示意圖圖6-7中速段示意圖圖6-8高速段示意圖圖6-9超速段示意圖6.2.2燃油汽車經(jīng)濟性的試驗表6-2WLTC循環(huán)中的一部分車速時間/s車速/(km/h)時間/s車速/(km/h)時間/s車速/(km/h)1080155.42090169.9301001713.1401101816.9501201921.760130.2202670141.72127.56.2.2燃油汽車經(jīng)濟性的試驗

用碳平衡法計算燃料油耗量的公式如下：

對于裝備汽油機的車輛：（6-20）對于裝備柴油機的車輛：（6-21）輕型汽車和重型商用車的多工況燃料經(jīng)濟性試驗均用式（6-20）和式（6-21）計算燃料油耗量。多工況燃料經(jīng)濟性試驗的誤差來自底盤測功機、尾氣檢測儀和測試中操作。測試中，難以精確按WLTC循環(huán)中的車速一時間關(guān)系，產(chǎn)生測量誤差。6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗

1.電動汽車經(jīng)濟性試驗的目的和標準

電動汽車經(jīng)濟性試驗的目的是要得到電動汽車的能量消耗率或續(xù)駛里程，用于評價電動汽車的經(jīng)濟性。

電動汽車經(jīng)濟性試驗的標準是國家標準GB/T18386-2017《電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法》、GB/T18386.1-2021《電動汽車能量消耗量和續(xù)駛里程試驗方法第1部分：輕型汽車》和GB/T18386.2-2022《電動汽車能量消耗量和續(xù)駛里程試驗方法第2部分：重型商用車輛》。在執(zhí)行汽車試驗標準的電動汽車經(jīng)濟性試驗中，根據(jù)這些標準，開展電動汽車經(jīng)濟性試驗。

能量消耗率是指電動汽車經(jīng)過規(guī)定的試驗循環(huán)后對動力蓄電池重新充電至試驗前的容量，從電網(wǎng)上得到的電能除以行駛里程所得的值即為能量消耗率，單位為Wh/km。通過接在充電線路中的電功率測量儀或充電樁上顯示的充電量，獲得從電網(wǎng)上得到的電能。

續(xù)駛里程是指電動汽車在動力蓄電池完全充電狀態(tài)下，以一定的行駛工況，能連續(xù)行駛的最大距離稱為續(xù)駛里程，單位為km。

電動汽車的續(xù)駛里程可以分為循環(huán)工況和等速工況續(xù)駛里程。6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗

1.電動汽車經(jīng)濟性試驗的測量參數(shù)、單位和準確度表6-3測量參數(shù)、單位和準確度測量參數(shù)單位

準確度分辨率時間s±0.10.1距離m±0.1%l溫度℃±l℃l速度km/h±1%0.2質(zhì)量kg±0.5%1能量Wh±1%1電壓V±0.3%最大顯示或標尺的長度，或±1%讀數(shù)0.1電流A±0.3%最大顯示或標尺的長度，或±1%讀數(shù)0.16.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗

3.電動汽車經(jīng)濟性試驗的條件

車輛條件：試驗車輛按照每項試驗的技術(shù)要求加載；輪胎應(yīng)選用制造廠作為原配件所要求的類型，并按制造廠推薦的輪胎最大試驗負荷和最高試驗速度對應(yīng)的輪胎充氣氣壓進行充氣；車輛的照明、信號裝置以及輔助設(shè)備應(yīng)關(guān)閉，除非試驗和車輛的白天運行對這些裝置有要求；除驅(qū)動用途外，所有的儲能系統(tǒng)應(yīng)充到制造廠規(guī)定的最大值（電能、液壓、氣壓等）；試驗駕駛員應(yīng)按車輛制造廠推薦的操作程序使動力蓄電池在正常運行溫度下工作；試驗前，試驗車輛應(yīng)至少用安裝在試驗車輛上的動力蓄電池行駛300km。

環(huán)境溫度條件：對于輕型汽車，在23℃±5℃的室溫下進行室內(nèi)試驗；對于輕型汽車以外的車輛，在20℃~30℃的室溫下進行室內(nèi)試驗，通過溫度計測溫。6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗

4.電動汽車經(jīng)濟性試驗的步驟

電動汽車經(jīng)濟性試驗包括以下3個步驟：（1）對動力蓄電池進行初次充電，使蓄電池充滿電；（2）進行循環(huán)工況或等速工況續(xù)駛里程試驗，獲得續(xù)駛里程；（3）試驗后再次為動力蓄電池充電，測量來自電網(wǎng)的能量，獲得消耗的電量，再計算得到能量消耗率。對輕型汽車，在每兩個步驟執(zhí)行期間，如需移動車輛，不允許使用車上的動力將車輛移動到下一個試驗地點，且再生制動系統(tǒng)不起作用，不消耗蓄電池的電能，也不增加電能。對輕型汽車以外的車輛，如需移動車輛，允許使用車上的動力將車輛移動到下一個試驗地點。6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗

5.循環(huán)工況和等速工況續(xù)駛里程的試驗

（1）動力蓄電池的初次充電

動力蓄電池的初次充電的程序：首先，給動力蓄電池放電，再按車輛制造廠規(guī)定的充電規(guī)程，使蓄電池達到完全充電狀態(tài)，也即蓄電池充滿電。

動力蓄電池的放電：在底盤測功機顯示屏的續(xù)駛里程測試界面下，試驗車輛以30分鐘最高車速的70%±5%的穩(wěn)定車速在測功機上行駛，使車輛的動力蓄電池放電，通過底盤測功機的顯示屏或試驗車輛的車速表觀察車速。當車速不能達到30分鐘最高車速的65%時，或行駛達到100km，放電結(jié)束。

動力蓄電池充電：在環(huán)境溫度為20℃～30℃下，使用車載充電器（如果已安裝的充電樁）為蓄電池充電，或采用車輛制造廠推薦的外部充電器給蓄電池充電。

充電結(jié)束的標準：12h的充電即為充電結(jié)束的標準，并認為蓄電池已完全充滿；如果標準儀器發(fā)出明顯的信號提示駕駛員蓄電池沒有充滿，在這種情稅下，最長充電時間為：3×制造廠規(guī)定的蓄電池能量(kW．h)/電網(wǎng)供電功率(kW)。6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗

（2）循環(huán)工況續(xù)駛里程的試驗

循環(huán)工況續(xù)駛里程試驗的目的是獲得工況下車輛駛過的距離。循環(huán)工況續(xù)駛里程試驗在測功機上進行。

1）適用于輕型汽車的循環(huán)工況續(xù)駛里程的試驗

輕型汽車的循環(huán)工況續(xù)駛里程試驗的方法：在底盤測功機的續(xù)駛里程界面下，調(diào)用試驗所需的循環(huán)，開展試驗。對于M1類車輛，按CLTC-P循環(huán)進行試驗；對于N1、最大設(shè)計總質(zhì)量不超過3500kg的M2類車輛，按CLTC-C循環(huán)進行試驗。在底盤測功機的續(xù)駛里程界面上讀取工況下車輛駛過的距離。CLTC-P循環(huán)試驗工況為中國乘用車行驗工況中CLTC-P工況，如圖6-11所示，包括低速（1部）、中速（2部）和高速（3部）3個速度區(qū)間，試驗時長共計1800s，其中低速（1部）的試驗時長674s，中速（2部）的試驗時長693s，高速（3部）的試驗時長433s，在GB/T38146.1-2019《中國汽車行駛工況第1部分：輕型汽車》中，給出低速（1部）、中速（2部）和高速（3部）的逐秒車速數(shù)據(jù)，每1秒對應(yīng)一個車速，從GB/T38146.1-2019中摘錄的CLTC-P循環(huán)中的一部分車速如表6-4所示。6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗圖6-10CLTC-P循環(huán)試驗工況6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗表6-4CLTC-P循環(huán)中的一部分車速時間/s車速/(km/h)時間/s車速/(km/h)時間/s車速/(km/h)1080153.22090165.430100178.5401101811.5501201914.1601302016.2701402118.76.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗

CLTC-C循環(huán)試驗工況為中國乘用車行驗工況中CLTC-C工況，如圖6-12所示，包括低速（1部）、中速（2部）和高速（3部）3個速度區(qū)間，試驗時長共計1800s，其中低速（1部）的試驗時長735s，中速（2部）的試驗時長615s，高速（3部）的試驗時長450s，在GB/T38146.1-2019《中國汽車行駛工況第1部分：輕型汽車》中，給出低速（1部）、中速（2部）和高速（3部）的逐秒車速數(shù)據(jù)，每1秒對應(yīng)一個車速，從GB/T38146.1-2019中摘錄的CLTC-C循環(huán)中的一部分車速如表6-5所示。6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗圖6-11CLTC-C循環(huán)試驗工況6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗表6-5CLTC-C循環(huán)中的一部分車速時間/s車速/(km/h)時間/s車速/(km/h)時間/s車速/(km/h)10100197.0201102010.0301202113.1401302216.2501402318.3601502419.0701602518.8801702618.490184.12717.96.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗2）適用于輕型汽車以外車輛的循環(huán)工況續(xù)駛里程的試驗

輕型汽車以外車輛的工況下能量消耗量試驗的方法同輕型汽車的工況下能量消耗量試驗的方法，試驗的結(jié)果是獲得循環(huán)工況下的續(xù)駛里程，但試驗的循環(huán)不同。對于城市客車．在底盤測功機上采用中國典型城市公交循環(huán)或C-WTVC循環(huán)進行試驗；對于其他車輛，在底盤測功機上采用C-WTVC循環(huán)進行試驗；中國典型城市公交循環(huán)和C-WTVC循環(huán)見GB/T18386-2017《電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法》，該循環(huán)與CLTC-P循環(huán)和CLTC-C循環(huán)類似。6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗

（3）等速工況續(xù)駛里程的試驗

等速工況續(xù)駛里程試驗的目的是要得到在60km/h或40km/h等速行駛工況下的車輛駛過的距離D。

1）適用于輕型汽車的等速工況續(xù)駛里程的試驗

對于輕型汽車，進行(60±2)km/h的等速試驗，試驗過程中允許停車兩次，每次停車時間不允許超過2min，當車輛的行駛速度達不到54km/h時停止試驗。試驗結(jié)束后，記錄試驗車輛駛過的距離D，單位采用km，測量值按四舍五人圓整到整數(shù)，該距離即為等速法測得的續(xù)駛里程。同時記錄所用時間(用小時(h)和分鐘(min)表示）。

2）適用于除輕型汽車以外車輛的等速工況續(xù)駛里程的試驗對于輕型汽車以外的車輛，其等速工況續(xù)駛里程試驗程序同上述適用于輕型汽車的等速工況續(xù)駛里程試驗的程序，不同之處在于等速試驗速度為(40±2)km/h，且當車輛的行駛速度達不到36km/h時停止試驗。6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗

（4）動力蓄電池充電和測量來自電網(wǎng)的能量

動力蓄電池充電的目的是要獲得能量的消耗量。能量的消耗量通過動力蓄電池充電獲取。

動力蓄電池充電：在完成循環(huán)工況或等速工況續(xù)駛里程試驗后，在2h之內(nèi)將車輛與電網(wǎng)連接，給蓄電池充電。蓄電池充電的方法及充電結(jié)束的標準分別同動力蓄電池的初次充電的方法及充電結(jié)束的標準。

測量來自電網(wǎng)的能量：在電網(wǎng)與車輛充電器之間連接能量測量裝置，在充電期間測量來自電網(wǎng)的用Wh表示的能量，測量值按四舍五入圓整到整數(shù)；或利用充電樁中的電能測量裝置，獲取來自電網(wǎng)的能量6.2.3電動汽車經(jīng)濟性的試驗

（5）能量消耗率的計算