純電動(dòng)車整車能量流測試

石玉瑋，段龍楊，黃炯，肖文龍，陳瑤，高少俊

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純電動(dòng)車整車能量流測試

石玉瑋，段龍楊，黃炯，肖文龍，陳瑤，高少俊

（江鈴汽車股份有限公司，江西 南昌 330001）

電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程低是限制其快速發(fā)展的關(guān)鍵因素，整車能量流分析成為純電動(dòng)汽車提高續(xù)航里程指標(biāo)的重要手段，文章在整車轉(zhuǎn)鼓上對純電動(dòng)汽車進(jìn)行了能量流測試，通過對整車能量流的測試對純電動(dòng)車型降低電耗提升續(xù)航提供了較臺(tái)架試驗(yàn)更加準(zhǔn)確的方向。文章以重型車在CWTVC工況下的能耗測試為例，研究出該車型的降低電耗提升續(xù)航的方向。

純電動(dòng)汽車；整車能量流；整車轉(zhuǎn)鼓；CWTVC工況

前言

伴隨著能源危機(jī)及環(huán)境污染問題的雙重壓力，發(fā)展新能源汽車特別是純電動(dòng)汽車是大勢所趨。不僅如此，國家工信部等相關(guān)部門也針對純電動(dòng)車在不同工況下的電耗限值進(jìn)行了設(shè)定。因此，針對電動(dòng)車在特定工況下的能量流分析對于企業(yè)來說也是重中之重，不僅可以為企業(yè)帶來產(chǎn)品的競爭力，也可以為整個(gè)新能源汽車行業(yè)已表率。首先通過進(jìn)行整車能量流測試分析，更能準(zhǔn)確的了解整車能耗分布，為后續(xù)降能耗提供方向；其次整車能量流測試可以為能量流仿真分析提供對標(biāo)幫助；最后整車能量流分析可以與競品車型對比優(yōu)勢和劣勢，更好的進(jìn)行整車目標(biāo)分解。通過實(shí)際搭建動(dòng)力總成臺(tái)架測試分析平臺(tái)并不能完全體現(xiàn)各系統(tǒng)在整車上的表現(xiàn)，本文通過整車在轉(zhuǎn)鼓上的能量流測試分析各系統(tǒng)能耗，尋求降能耗方向。

1 試驗(yàn)設(shè)備安裝及測試原理

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

能量流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電流傳感器、轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)。

1.2 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

電動(dòng)車整車能量流測試。

1.3 試驗(yàn)設(shè)備安裝

本次測試在如圖1所示的電流測試位置安裝了電流傳感器；如圖2所示在PDU中采集了直流電壓和交流電壓。并通過CAN先接入了整車的OBD接口讀取了整車數(shù)據(jù)中電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩信息。本次測試中采集了電池-PDU之間的電壓、電流，PDU-MCU之間的電壓、電流，MCU-電機(jī)的三相交流電的電壓、電流，電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速和扭矩。

圖1 電流測試圖

圖2 測試設(shè)備安裝圖

1.4 測試原理

通過能量流試驗(yàn)采集設(shè)備內(nèi)部的計(jì)算，得到電池-PDU之間和PDU-MCU之間直流電信號(hào)的的電壓、電流、功率、能量等信息，并得到MCU-電機(jī)之間交流電信號(hào)的電壓、電流、功率、能量等信息。

試驗(yàn)采集設(shè)備的功率分析模塊直接得到以下數(shù)值：

電池輸出（電池-PDU之間）電壓、電流、功率，PDU-MCU之間直流電信號(hào)的電壓、電流、功率，MCU-電機(jī)之間交流電信號(hào)的電壓、電流、功率。整車能耗、回收能量、MCU能耗、電機(jī)能耗。

利用能量流數(shù)據(jù)采集設(shè)備的內(nèi)部計(jì)算公式計(jì)算以下數(shù)值：

能量回收率=電池回收能量/電池輸出能量*100

MCU效率=MCU-電機(jī)之間交流電信號(hào)的功率 / PDU- MCU之間直流電信號(hào)的功率*100

電機(jī)輸出機(jī)械功率 =電機(jī)轉(zhuǎn)速*電機(jī)扭矩/（60/（2*π））

電機(jī)效率=電機(jī)輸出機(jī)械功率/MCU-電機(jī)之間交流電信號(hào)的功率*100

2 試驗(yàn)測試分析

2.1 整車能量流測試結(jié)果分析

整車測試主要邊界條件如下：模擬整車測試質(zhì)量：3510 kg；摸底道路阻力加載系數(shù)a=0.0634，b=0.1749，c=330.6707；后橋速比：4.556。如下圖3-圖5分別測試了附件能耗、MCU功耗、電機(jī)功耗、滾動(dòng)阻力、傳動(dòng)系統(tǒng)效率。

附件功耗=電池包輸出總能量-MCU輸出n能耗 （5）

表1 整車能量損耗測試結(jié)果

上式（1）（2）（3）（4）（5）中：UI為MCU輸入電壓電流；三相電功率為MCU輸出功率即電機(jī)輸入功率；T,n為電機(jī)輸出扭矩和電機(jī)轉(zhuǎn)速； f為滾阻系數(shù)；V為車速。根據(jù)上述計(jì)算方式得出了整車臺(tái)架能量流測試結(jié)果如下：從測試結(jié)果來看：整車能耗有16%是電驅(qū)系統(tǒng)的損耗，73%是用于克服道路行駛阻力，另外11%是制動(dòng)損失，能量回收占16%。

3 結(jié)論

以上所介紹整車能量流測試，根據(jù)測試結(jié)果來看結(jié)論如下：

（1）整車能量流測試中，該車有73%的能耗損耗在行駛阻力上，故要減少能耗必須降低樣車行駛阻力，尤其可以通過降低空氣阻力，滾動(dòng)阻力達(dá)到降低樣車行駛阻力提升能耗有很大好處；

（2）制動(dòng)損耗很大，建議提升能量回收效率。

[1] 沈天浩.電動(dòng)汽車動(dòng)力總成能量流試驗(yàn)研究[J].中國工程科學(xué), 2018,15(10): 10 -15.

[2] 樂智.整車能量流分析在燃油經(jīng)濟(jì)性開發(fā)中的應(yīng)用[J].2015中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì),2015-10-27.

[3] 張杭杭.純電動(dòng)汽車能效優(yōu)化方法研究.汽車工程.2016,38(4), 515- 520.

Test and analysis of energy flow of pure electric vehicle

Shi Yuwei, Duan Longyang, Huang Jiong, Xiao Wenlong, Chen Yao, Gao Shaojun

( Jiangling Automobile Co., Ltd., Jiangxi Nanchang 330001 )

Low range is the key factor to restrict the rapid development of EV. Energy flow analysis of EV has become an important means to improve the endurance mileage of EV. In this paper, the energy flow test of EV is carried out on the drum of EV. The energy flow test of EV provides a more accurate direction than bench test for reducing power consumption and improving endurance of EV. Taking the energy consumption test of heavy-duty vehicle under CWTVC condition as an example, this paper studies the direction of reducing power consumption and improving the endurance of the vehicle.

elecric vehicle; Vehicle Energy Flow; Vehicle drum;C-WTVC

U469.72

B

1671-7988(2019)07-24-03

石玉瑋（1988-），男，整車能量管理屬性工程師，就職于江鈴汽車股份有限公司，從事動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性研究工作。

U469.72

B

1671-7988(2019)07-24-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.007