張明君，溫泉，韓玉環(huán)，王仁廣

(中國(guó)汽車技術(shù)研究中心，天津 300300)

電動(dòng)汽車的動(dòng)力性測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)析

張明君，溫泉，韓玉環(huán)，王仁廣

(中國(guó)汽車技術(shù)研究中心，天津 300300)

針對(duì)ISO、SAE、UNECE、JEVS等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)具體規(guī)定，就純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力性測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹和分析，給出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、美國(guó)SAE、歐盟ECE、日本等幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之間的相同和不同點(diǎn)，以期加深對(duì)具體測(cè)試方法的理解和應(yīng)用。

純電動(dòng)汽車；混合動(dòng)力汽車；測(cè)試方法；動(dòng)力性；標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

0 引言

節(jié)能及新能源汽車的發(fā)展，對(duì)此類車輛動(dòng)力性測(cè)試提出了新的要求。雖然不同標(biāo)準(zhǔn)在這方面的測(cè)試差別不大，但在細(xì)節(jié)方面還是存在一些差異。作者選擇了ISO8715-2001《電動(dòng)汽車道路運(yùn)行特性》[1]、SAE J1666 MAY1993《電動(dòng)車輛的加速、爬坡、減速試驗(yàn)規(guī)程》[2]、ECE R68《關(guān)于就最大車速的測(cè)量方面批準(zhǔn)包括純電動(dòng)車輛在內(nèi)的機(jī)動(dòng)車的統(tǒng)一規(guī)定》[3]、日本JEVS的系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性測(cè)試方法、美國(guó)Advanced Vehicle Testing Activity[4]的測(cè)試方法進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。我國(guó)GB/T 18385-2005《電動(dòng)汽車動(dòng)力性能試驗(yàn)方法》[5]主要參照ISO 8715-2001制定并做了修改，使之適用范圍擴(kuò)大到3.5 t以上的純電動(dòng)汽車。

混合動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)有EN 1821-2《電動(dòng)車輛道路性能試驗(yàn)方法第2部分熱力、電力混合動(dòng)力電動(dòng)汽車》[6]、美國(guó)行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)ETA TP002《電動(dòng)汽車加速、爬坡性能和減速試驗(yàn)規(guī)程》[7],我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)19752-2005《混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力性能試驗(yàn)方法》[8]是參照以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制定的。

1 純電動(dòng)車的動(dòng)力性測(cè)試方法分析

純電動(dòng)汽車的動(dòng)力性測(cè)試基本包括加速、最高車速、爬坡車速、最大爬坡度幾個(gè)方面，但不同標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量?jī)?nèi)容和測(cè)試條件有些差別。

就純電動(dòng)車的動(dòng)力方面，ISO標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加速能力的測(cè)試只規(guī)定了0～50 km/h的情況，隨著純電動(dòng)車最高車速的提高，這一加速能力測(cè)試要求明顯不足。在最高車速方面，基本上是1 km和30 min最高車速兩種，考慮到電池SOC的差異對(duì)加速能力的影響，需要測(cè)試不同SOC對(duì)加速能力和爬坡性能的影響。不同坡度的爬坡車速測(cè)試方面，具體測(cè)試坡度大小的規(guī)定有差異。在坡道起步能力或最大爬坡度方面，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有的考核最大爬坡度，有的考慮坡道起步能力，對(duì)應(yīng)的測(cè)試或者計(jì)算方法也有差異。

1.1 ISO 8715-2001的測(cè)試方法分析

ISO 8715-2001規(guī)定了純電動(dòng)汽車的速度、加速度、爬坡性能測(cè)試方法,適用于3.5 t及以下乘用車和輕型卡車。具體動(dòng)力性參數(shù)包括：最高車速(1 km)、30 min最高車速、0～50 km/h加速性能、50～80 km/h加速性能、4%和12%坡度的爬坡車速、坡道起步能力。

車輛在試驗(yàn)前充滿電后，應(yīng)以制造廠家估計(jì)的30 min最高車速的80%速度行駛5 000 m對(duì)電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱。標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，最高車速和30 min最高車速的測(cè)量都應(yīng)該在車輛預(yù)熱后完成，SOC在90%～100%之間；對(duì)于按照規(guī)程連續(xù)進(jìn)行的加速、爬坡車速、坡道起步測(cè)試應(yīng)在最高車速完成后放電40%后進(jìn)行，此時(shí)的SOC大約為50%～60%，如果單獨(dú)進(jìn)行這些測(cè)試，電池要通過放電使SOC達(dá)到以上范圍要求。

30 min最高車速應(yīng)在道路或測(cè)功機(jī)上完成。最高車速在直道或者環(huán)路上完成，雙向進(jìn)行取平均值。單向道路需要進(jìn)行兩次取平均值，并進(jìn)行風(fēng)速修正。0～50 km/h加速性能試驗(yàn)、50～80 km/h加速性能試驗(yàn)都在試驗(yàn)道路上雙向測(cè)試取平均值。爬坡車速在測(cè)功機(jī)上完成，根據(jù)4%和12%的坡道在測(cè)功機(jī)上設(shè)定阻力分別連續(xù)測(cè)試。坡道起步能力測(cè)量規(guī)定在一個(gè)接近最大爬坡度的坡道上進(jìn)行，并根據(jù)廠家提供的坡度值和實(shí)際坡度值之間的差別來調(diào)整配重。

1.2 SAE J1666 MAY1993的測(cè)試方法分析

SAE J1666 MAY1993已經(jīng)暫停使用，新版本還沒有出來。但在別的標(biāo)準(zhǔn)中有引用，跟別的同類標(biāo)準(zhǔn)不太一樣，對(duì)于測(cè)試初始SOC影響效果的試驗(yàn)，應(yīng)該采用電池SOC分別為20%、60%、100%3種情況進(jìn)行。

平路上的加速特性、3種不同SOC情況下的車輛最大加速度可以在路面或測(cè)功機(jī)上進(jìn)行，重復(fù)試驗(yàn)不得再重新充電。最大爬坡度在3種不同SOC情況下，采用額定車重和車輛速度接近0時(shí)的牽引力計(jì)算得到。測(cè)試不同SOC狀態(tài)下的牽引力，每個(gè)SOC測(cè)量?jī)纱危《咧械妮^小者用于計(jì)算。爬坡車速在3種不同SOC情況下，可以采用計(jì)算分析法或測(cè)功機(jī)兩種方法；計(jì)算法根據(jù)加速試驗(yàn)曲線得到不同SOC下對(duì)應(yīng)車速下的加速度，然后根據(jù)給定公式計(jì)算對(duì)應(yīng)速度下的坡度。減速按照常規(guī)車加速測(cè)量方法進(jìn)行，參見SAE J834d和J992b?；袦y(cè)試用于測(cè)量道路阻力，用于測(cè)功機(jī)的模擬阻力的設(shè)定。

1.3 ECE R68的測(cè)試方法分析

ECE R68只是規(guī)定了最高車速(1 km)、30 min最高車速的測(cè)量。測(cè)試時(shí)要求動(dòng)力電池充滿電，允許在直路或者環(huán)路上進(jìn)行測(cè)試。在直路上一般要求雙向測(cè)試，特殊情況下可以單向測(cè)試。跟我國(guó)國(guó)標(biāo)不一致的方面就是試驗(yàn)次數(shù)要求較多，雙向來回3次，單向需要重復(fù)3次，以減少誤差影響。在環(huán)路上測(cè)試最高車速時(shí)，要記錄一個(gè)完整環(huán)路所用的時(shí)間，并且測(cè)試要3次以上，每次測(cè)量得到的數(shù)值差別應(yīng)不大于3%。測(cè)試時(shí)車輛經(jīng)過的距離不應(yīng)小于2 000 m。在環(huán)路上進(jìn)行30 min最高車速測(cè)試時(shí)，測(cè)試車輛按照制造廠提供的速度值運(yùn)行30 min，速度誤差不應(yīng)超過±5%。

1.4 日本系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì)動(dòng)力測(cè)試規(guī)定的分析

日本JEVS對(duì)動(dòng)力性測(cè)試通過一系列標(biāo)準(zhǔn)來明確：JEVS Z 109：1995 電動(dòng)車輛加速性能試驗(yàn)方法、JEVS Z 110：1995 電動(dòng)車輛最大巡航車速試驗(yàn)方法、JEVS Z 102: 1987 電動(dòng)汽車最高車速試驗(yàn)方法、JEVS Z 112:1996 電動(dòng)車輛爬坡能力試驗(yàn)方法，不同標(biāo)準(zhǔn)的具體測(cè)試內(nèi)容各有側(cè)重。

1.4.1 JEVS Z 109的測(cè)試方法分析

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)車輛道路加速性能的試驗(yàn)規(guī)程。按車輛制造廠規(guī)定用充電器將電池充滿電，試驗(yàn)車輛應(yīng)以30 min最高車速80%的恒定速度行駛15 min進(jìn)行主電池放電調(diào)整。車輛從靜止迅速加速，分別測(cè)量到達(dá)200～400 m 標(biāo)志時(shí)的時(shí)間。連續(xù)記錄車速表讀數(shù)每增加10 km/h所需要的時(shí)間，直到車輛達(dá)到400 m標(biāo)志為止，速度從10～30 km/h的測(cè)量數(shù)據(jù)可以省略。該方法記錄給出車輛從啟動(dòng)到400 m之間車速每增加10 km/h所需要的時(shí)間，可以明確給出從起步至400 m之間的10的整數(shù)倍車速的加速性能。

1.4.2 JEVS Z 110的測(cè)試方法分析

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了30 min最高車速和1 km最高車速試驗(yàn)的試驗(yàn)規(guī)程，按車輛制造廠規(guī)定的方法和充電器將電池充滿電。30 min最高車速測(cè)量應(yīng)使試驗(yàn)車輛在跑道上加速，時(shí)間的測(cè)量應(yīng)在車輛速度達(dá)到30 min最高車速估計(jì)值時(shí)開始；車輛應(yīng)在環(huán)形跑道上持續(xù)保持30 min最高車速行駛,然后測(cè)量30 min內(nèi)車輛行駛的里程計(jì)算并修正，修正系數(shù)根據(jù)車上里程表標(biāo)定后得到。1 km最高車速試驗(yàn)，道路應(yīng)包括跑道和1 000 m的測(cè)量區(qū)，在測(cè)量區(qū)的兩端應(yīng)設(shè)置標(biāo)志；試驗(yàn)車輛應(yīng)在跑道上加速，在到達(dá)測(cè)量區(qū)之前達(dá)到最高車速,測(cè)量?jī)蓸?biāo)志之間行駛的時(shí)間和反方向行駛時(shí)間，取算術(shù)平均值。

1.4.3 JEVS Z 102的測(cè)試方法分析

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了道路用電動(dòng)汽車最高車速試驗(yàn)方法。在加速區(qū)段試驗(yàn)汽車加速行駛，在測(cè)量區(qū)段試驗(yàn)汽車保持最高車速。在測(cè)量區(qū)段若能保持最高車速，則可縮短加速區(qū)段。在測(cè)量區(qū)段測(cè)量從第一標(biāo)識(shí)點(diǎn)到第三標(biāo)識(shí)點(diǎn)所需的時(shí)間，計(jì)算出最高車速。這個(gè)測(cè)量可以直觀理解成為200 m最高車速，從具體測(cè)量方法來看在數(shù)值上應(yīng)該比較接近1 km最高車速。

1.4.4 JEVS Z 112 的測(cè)試方法分析

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)量電動(dòng)車輛道路爬坡能力的試驗(yàn)規(guī)程，爬坡能力試驗(yàn)包括最大爬坡度和坡道車速試驗(yàn)，也可以用測(cè)功機(jī)來進(jìn)行試驗(yàn)。按車輛制造廠規(guī)定的方法用充電器使主電池達(dá)到充滿狀態(tài)，處在最大裝載條件下。

最大爬坡度可以使用場(chǎng)地測(cè)試，沒有合適坡度可以通過調(diào)整裝載質(zhì)量的方法，并轉(zhuǎn)換計(jì)算；也可以通過測(cè)量最大驅(qū)動(dòng)力或者電機(jī)扭矩來具體計(jì)算得到。爬坡車速試驗(yàn)可采用長(zhǎng)1 km、坡度12%的坡道。車輛以正常換擋方法通過1 km坡道所需最短時(shí)間來確定平均速度。如果沒有合適長(zhǎng)坡，坡度12%的坡道車速可以由轉(zhuǎn)矩、速度特性曲線與行駛阻力曲線來綜合計(jì)算確定。

其他國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于爬坡車速還有一個(gè)4%坡道車速測(cè)試，這些標(biāo)準(zhǔn)中給出的測(cè)量動(dòng)力性參數(shù)都是基本參數(shù)，對(duì)于全面評(píng)價(jià)一個(gè)純電動(dòng)整車的動(dòng)力性能來說還顯得不足。

1.5 美國(guó)Advanced Vehicle Testing Activity的測(cè)試分析

美國(guó)Advanced Vehicle Testing Activity 測(cè)試電動(dòng)汽車的動(dòng)力性參數(shù)與以上標(biāo)準(zhǔn)不太相同，主要有：0～96 km/h(0～60 mph)加速性能，記錄加速時(shí)間和電池峰值放電功率；最大車速：0～0.4 km(0～1/4英里)車速、0～1.6 km(0～1英里)車速；不同坡度(0%、3%、6%)的超車時(shí)間(56～88 km/h(35～55 mph)、88～104 km/h(55～65 mph)、56～112 km/h(35～70 mph)、88～128 km/h(55～80 mph))；25%坡度上的爬坡車速。

這個(gè)方法對(duì)電動(dòng)車輛的測(cè)試跟別的標(biāo)準(zhǔn)相比，差別在于它給出了不同坡度情況下的坡道加速性能的規(guī)定，可以理解為坡道上的超車性能測(cè)試；另外25%的爬坡車速測(cè)試中規(guī)定的坡度也比較大，這些測(cè)量參數(shù)具有實(shí)用參考價(jià)值。

2 混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力性測(cè)試分析

混合動(dòng)力汽車動(dòng)力性的主要標(biāo)準(zhǔn)有歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1821-2，具體測(cè)量分為純電動(dòng)和混合動(dòng)力兩種模式，并且兩種模式下的測(cè)試項(xiàng)目需要一起進(jìn)行。

HEV在純電動(dòng)模式下的動(dòng)力性測(cè)試比純電動(dòng)車的項(xiàng)目要少，只有最高車速、0～50 km/h加速性能、爬坡車速、坡道起步能力4項(xiàng)，這4項(xiàng)測(cè)試只針對(duì)那些具有純電動(dòng)模式的HEV車輛，并且有些項(xiàng)目不能做可以不做。

HEV在混合動(dòng)力模式測(cè)量參數(shù)主要有：混合動(dòng)力模式下的最高車速、0～100 km/h加速、30 min最高車速、爬坡車速、坡道起步。純電動(dòng)模式下的最高車速、0～50 km/h加速、爬坡車速、坡道起步。在EN標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了具體的實(shí)驗(yàn)順序，分成兩個(gè)階段，每個(gè)階段都要充滿電、預(yù)熱車輛，然后開始具體測(cè)試。沒有明確說明測(cè)試的具體SOC值，但從具體過程來看也是在車輛的SOC比較高的情況下進(jìn)行測(cè)量。

3 結(jié)束語

通過以上對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)單介紹，可以基本明確各標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)、測(cè)試性能參數(shù)內(nèi)容、測(cè)試方法的異同點(diǎn)。各標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容規(guī)定信息量很大，對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力性的具體測(cè)量方法的研究也隨著技術(shù)發(fā)展不斷完善和深入。

[1]ISO 8715-2001 Electric Road Vehicles——Road Operating Characteristics[S/OL].[2017-01-10].https://www.iso.org/standard.

[2]SAE J1666 MAY1993 Electric Vehicle Acceleration,Gradeability,and Deceleration Test Procedure[S/OL].https://saemobilus.sae.org.

[3]ECE R68 Measurement of the Maximum Speed,Including Electric Vehicles[S/OL].http://www.unece.org/trans/main/wp29.

[4]Vehicle Technologies Office.Advanced Vehicle Testing Activity Data and Results[DB/OL].[2016-10-03].https://energy.gov/eere/vehicles.

[5]GB/T 18385-2005電動(dòng)汽車動(dòng)力性能試驗(yàn)方法[S].

[6]EN 1821-2 Electrically Propelled Road Vehicles-Measurement of Road Operating Ability:Part 2:Thermal Electric Vehicles[DB/OL].[2017-03-10].http://www.docin.com/p-553726157.html.

[7]ETA TP002 Implementation of SAE Standard J1666 May93-Electric Vehicle Acceleration,Gradeability and Deceleration Test Procedure[DB/OL].[2016-10-03].https://avt.inl.gov/publication/eta-tp002.

[8]GB/T 19752-2005 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車-動(dòng)力性能-試驗(yàn)方法[S].

AnalysisonTestMethodsofPowerPerformanceforBEVandHEV

ZHANG Mingjun，WEN Quan，HAN Yuhuan，WANG Renguang

(China Automotive Technology and Research Center,Tianjin 300300,China)

Basing on the detail description of different standards made by ISO, SAE, UNECE and JEVS, the test methods for power performance of battery electric vehicles and hybrid electric vehicles were brief introduced and analyzed to present their main different and same points, which could benefit understanding and application to these standards.

Blade electric vehicles; Hybrid electrical vehicles; Test methods；Power performance；Standards comparison

2017-04-05

張明君(1973—),男，學(xué)士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槠囆阅軠y(cè)試。E-mail:tianyu97@163.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.08.024

U469.72

A

1674-1986(2017)08-093-03