重型車用增程器臺架測試研究

李浪 萬方贏 魯守卿

摘要：增程式電動車的工作原理，就是在純電動車上再搭載一臺增程器，當(dāng)電池續(xù)航不足時，通過增程器發(fā)電，提供能量給驅(qū)動電機或動力電池，滿足車輛繼續(xù)行駛需求。增程器是由發(fā)動機與發(fā)電機組成的，目前國內(nèi)不僅有小排量汽油機，而且有大排量柴油機作為增程器的發(fā)動機。在開發(fā)增程器過程中，需要做大量的前期標(biāo)定及測試。由于增程器試驗中不僅要測量發(fā)動機運行的監(jiān)控參數(shù)，還需要測量電機、電機控制器的電參數(shù)，同時測試臺架還需控件增程器，因此傳統(tǒng)的發(fā)動機試驗臺架無法勝任。為了更好地開展增程器的性能及可靠性開發(fā)試驗，需將傳統(tǒng)的發(fā)動機試驗臺架進(jìn)行必要的改造。本文主要介紹如何改造傳統(tǒng)的發(fā)動機試驗臺架，滿足增程器的臺架試驗開發(fā)要求。

關(guān)鍵詞：重型車;增程器;臺架測試

1 試驗對象及測試設(shè)備

試驗對象及測試設(shè)備見表1和表2。

2 增程器的測試要求

發(fā)動機試驗臺架能滿足增程器中發(fā)動機測試，但還需要發(fā)電機測試的要求。主要從兩個方面來改造，一是增加發(fā)電機測試附屬設(shè)備，主要包括電池模擬器、電機冷卻器、功率分析儀;二是實現(xiàn)臺架系統(tǒng)與RCU、功率分析儀的CAN通信。

根據(jù)此次試驗測試對象，選取合適的電池模擬器和功率分析儀。電池模擬器主要是模擬動力電池的充放電過程，在增程器的試驗中主要是吸收增程器發(fā)出的電能，同時當(dāng)發(fā)動機啟動時，給電機提供電能帶動發(fā)動機啟動。功率分析儀主要采集發(fā)電過程中發(fā)電機輸出和電池模擬器吸收的電功率，分析電能轉(zhuǎn)換過程中的效率。

當(dāng)所有設(shè)備就位后，主要工作為調(diào)設(shè)備間的CAN通信，在臺架控制軟件中編寫RCU、功率分析儀驅(qū)動程序。其包括控制、數(shù)據(jù)采集及狀態(tài)參數(shù)顯示等。

3 臺架總體架構(gòu)

圖1中電機到電機控制器、電機控制器到電池模擬器的粗體連線為高壓電力線，其他虛線為采集和通信線路。臺架控制系統(tǒng)設(shè)定中冷溫度、循環(huán)水冷卻溫度，并向RCU發(fā)送發(fā)動機需求轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。

臺架控件系統(tǒng)同時采集發(fā)動機運行時的溫度、壓力、燃油消耗量數(shù)據(jù)，RCU反饋的發(fā)動機、電機及電機控制器的數(shù)據(jù)，以及功率分析儀采集的電壓、電流、電功率數(shù)據(jù)，并以1 Hz的頻率記錄所有數(shù)據(jù)。

4 試驗測試

此增程器采用特殊工況點運行策略，分別為：怠速、效率最高發(fā)電點、標(biāo)定發(fā)電點、峰值發(fā)電點、最高轉(zhuǎn)速標(biāo)定發(fā)電點、最高轉(zhuǎn)速峰值發(fā)電點，如圖2。直流側(cè)最大發(fā)電功率為120 k W，峰值發(fā)電功率為95 k W。最高發(fā)電效率為4 k Wh/L，標(biāo)定發(fā)電點和效率最高發(fā)電點的發(fā)電效率最高，怠速的發(fā)電效率最低。

5 總結(jié)

發(fā)動機臺架增加電池模擬器、功率分析儀和電機冷卻器，改造出滿足增程器測試驗臺架。通過組建CAN通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)控制增程器及采集所有參數(shù)的功能。通過硬件和軟件的改造，在傳統(tǒng)的發(fā)動機試驗臺架上完成一款重型車用增程器的性能開發(fā)及驗證。

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