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蘇州達思靈推出電動車增程器測試與評價標準

作者:dsmgreenpower

增程式純電驅動電動車上所安裝的車載增程器大多數使用汽油機或柴油機做為動力,也有少數企業開發使用天然氣或甲醇發動機做為動力,帶動發電機發出直流電。增程器發出的直流電通過電動車上的直流動力總線與車載動力電池和驅動電機連接,根據能量管理策略實現分別為驅動電機供電或為電池充電,或兩者同時進行。原理上,增程器的工作狀態常常獨立于整車行駛工況,或者采用單一恒功率發電(T1)、或者采用兩級發電恒功率平臺(T2)等控制策略,實現噪聲管理、最佳發電效率和最低排放等目標。


蘇州達思靈推出電動車增程器測試與評價標準

評價兩個增程器的性能除了比較其功率密度(kW/L)指標外一般還包括發電噪聲、發電燃油效率(L/kWh)和排放指標等。

增程器的總廢氣排放分別受所使用發動機性能和發電機系統效率影響,還會受發動機與發電機之間性能匹配優化的影響,是一個系統工程問題。


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圖1.增程器油耗特性


增程器系統的不同控制策略也是影響排放和燃油效率。因此,增程器的廢氣排放性能評價需要一個獨立的評估測試標準,在分別反映其發動機和發電機性能對排放影響的同時,也能反映兩者匹配的優化影響,排除不同控制策略的影響(控制策略大多數由車廠在整車集成過程中調整優化)。

蘇州達思靈基于開發和測試的需求,設計和使用一個獨立的增程器油耗和排放測試評價標準Q/3(Q/320507 NHF012018),希望能夠滿足增程器開發過程的性能評估需求,也可使得整車開發企業或系統集成商在選擇不同增程器時有一個獨立的評價指標,大致摘要介紹如下。


1. 術語、定義

GB/T 2900.11、QC/T 743-2006確立的以及下列術語和定義適用于本標準。

1.1 增程器

一種車載直流發電系統,由發動機(燃油、燃氣或醇醚)提供動力依靠發電機發電,系統通過控制器整流及控制輸出直流動力,輸出的電流或電壓是可以連續調節,主要工作在恒功率恒轉速工況。

1.2 增程器能量轉換率

增程器在額定轉速下按照額定功率發電時每度電所需消耗的燃料,單位:L/kWh。

1.3 額定功率

增程器在額定轉速工作條件下,發電機的額定發電功率。

1.4 發電率

增程器發電率 = 增程器實際發電功率/增程器額定功率

2. 排放

2.1 增程器狀態及安裝要求

a) 用于排放測量的增程器必須是符合檢驗要求的增程器;

b) 發動機ECU、油箱應與出廠狀態保持一致,且油箱蓋應符合GB18352.5-2013的

5.1.2相關措施要求;

c) 消音器、催化器等排氣設備必須與出廠合格產品狀態保持一致;

d) 排放測量開始前進行必要的磨合,累積磨合時間不超過1小時。

2.2 實驗輔助設備

排放測試時,應配備與增程器發電功率相匹配的負載箱(電子可調或阻性可變), 負載箱的負載大小應可以在工作過程中進行改變,以滿足測試過程中不同發電率的需求。


2.3 測試方法

增程器排放測試分別恒功率恒轉速法測試(普通商用純電驅動車)、工況法功率可變測試(純電驅動乘用車)ESC工況法(重型純電驅動商用車)三種方式。

2.3.1 恒功率法測試–CPCT測試法

CPCT測試時,選擇匹配100%負載的負載箱,自動運行系統,測試過程按圖2執行。

其中:Pmax=增程器額定功率,車速根據整車設計文件確定。

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圖2 CPCT排放測試周期

2.3.2 雙臺階工況法測試–T2P2測試法

參照GB/T 19755-2016NEDC工況(二種工況 簡稱P2),確定的雙臺階增程器發電工況(簡稱T2)測試法 T2P2測試法,按照圖3要求進行循環測試。

其中:測試過程中增程器的實際發電功率=發電率(%,圖3實線)*增程器額定功率

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圖3 T2P2工況法排放測試循環周期

2.3.3 ESC工況法–MP6測試法

啟動增程器預熱發動機,預處理采用怠速 1min、半功率 5min、額定功率 5min、峰值功率 1min 的順序循環運轉,累積時間不少于1h。測試增程器在測功機上運行應遵循表1及圖4所列出的6工況循環:


                   表 1

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圖 4 MP6 工況法排放測試循環周期

2.3.4 測試次數與限值

CPCT恒功率法和MP6工況法排放試驗重復進行三(3),作為增程器相應污染物的排放值。單位為g/(kWh)。其平均排放限值應符合GB17691-2005中給出的排放限值要求。

NEDC工況法排放試驗各重復進行三(3),作為增程器相應污染物的排放值,單位為 g/100Km。其平均排放限值經過相應劣化后應符合GB18352.5-2013中給出的關于排放限值要求,劣化系統系數應符合GB18352.5-2013的要求。如果每種污染物或兩種污染物排放量的和,不大于0.70L(V10.70L,小于等于排放限值的 0.7 ),則可只進行一次試驗。

3. 發電效率

3.1 增程器發電量計算

增程器試驗過程中實時測量發電機控制器輸出端的直流電壓和電流,增程器發電量按公式

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(1)計算式中:

E——增程器發電量。單位為千瓦時(kWh);

t0——試驗開始時間,單位為秒(s);

t1——試驗終止時間,單位為秒(s);

U——發電機控制器輸出端電壓,單位為伏特(V);

I——發電機控制器輸出端電流,單位為安培(A)。

3.2 增程器能量轉換率計算

增程器能量轉換率按下式

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(2)計算:式中:

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3.3 測試方法

根據增程器產品技術文件,選取增程器額定功率發電,連續測試工作1800秒。

4. 噪聲

增程器噪聲測量應參照GB1496-1979要求。

4.1 測量儀器

噪音測量儀表誤差:不得超過±2dB。測量開始前,首先按照噪音測量儀規定對儀器進行校正,校正準確后方可使用,測量時選取檔位為A聲級、F

4.2 環境要求

噪聲測試在消音室內進行。環境溫度-10℃~45℃,濕度15%~95%RH。

4.3 試驗方法

1) 增程器工作狀態: 額定發電工作(恒功率)。

2) 測量時,測量值與背景噪聲相差在4dB以下時,測量無效。

3) 相鄰兩測量點間的噪聲值應在5dB以內,否則應增加測量點。

4) 測量點必須距電機表面1m處。

5) 根據噪聲A計權聲功率級dB(A)計算公式,計算噪聲值,不應超過相應技術文件所要求的限值。

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