本文為在中國汽研舉辦的“2019第二屆新能源汽車測試評價(jià)技術(shù)國際論壇”上，美國西南研究院（SwRI）高級項(xiàng)目經(jīng)理Michael Joo博士帶來的《新能源汽車對標(biāo)以及系統(tǒng)能量流測評》。  

圖1 豐田普銳斯混合動力系統(tǒng)

混合動力測試評價(jià)與常規(guī)動力總成測試評價(jià)存在較大差異，其主要原因在于混合動力系統(tǒng)的組成更為復(fù)雜，包含純電驅(qū)動系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)，同時(shí)還搭載專用的傳動系統(tǒng)，空間布置緊湊。因此，僅對電驅(qū)動系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)進(jìn)行測試還不夠，而且分割進(jìn)行單體測試也難以實(shí)現(xiàn)，必須融合、集成地進(jìn)行一體化測試評價(jià)。

以豐田普銳斯為例介紹新能源汽車對標(biāo)以及系統(tǒng)能量流測評的工作流程及內(nèi)容，主要分為4個(gè)任務(wù)。

任務(wù)1：整車基礎(chǔ)性能測試。包括NEDC、WLTC等常規(guī)循環(huán)測試（含排放及能耗水平），測試過程中對整車安裝的直接測量傳感器及網(wǎng)關(guān)總線信號進(jìn)行同步、高頻、瞬態(tài)采集，以便于分析相應(yīng)的控制策略。圖2中為發(fā)動機(jī)在不同循環(huán)下的工作點(diǎn)分布情況，整車控制策略會使發(fā)動機(jī)工作在高效區(qū)，體現(xiàn)與常規(guī)發(fā)動機(jī)的區(qū)別。

圖2 發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)分布

任務(wù)2：整車能量流測試。系統(tǒng)能量流如圖3所示，通過在發(fā)動機(jī)、電驅(qū)動系統(tǒng)、車橋/半軸等關(guān)鍵部件前后安裝傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測瞬態(tài)機(jī)械功率流、電功率流、液流等的能量及部件效率。其中，針對機(jī)械功率流，在發(fā)動機(jī)飛輪端定制了扭矩測量系統(tǒng)，涉及對飛輪進(jìn)行改裝，植入了測量儀器，需特別注意布點(diǎn)位置以及絕緣設(shè)計(jì)。

圖3 系統(tǒng)能量流方案

任務(wù)3：發(fā)動機(jī)MAP測試。區(qū)別于發(fā)動機(jī)單體全MAP測試，僅包含控制系統(tǒng)控制發(fā)動機(jī)實(shí)際運(yùn)行的工作區(qū)域。測試過程中發(fā)現(xiàn)：一些OEM不會在發(fā)動機(jī)未運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行精細(xì)化標(biāo)定，只會保證發(fā)動機(jī)在此區(qū)域能正常運(yùn)行，因此，在未運(yùn)行區(qū)域的相關(guān)研究可能是沒有任何收獲和意義。

混合動力搭載的發(fā)動機(jī)為專用發(fā)動機(jī)，每個(gè)發(fā)動機(jī)都有各自的特點(diǎn)，需要個(gè)性化的方法去衡量它們的特征。豐田普銳斯發(fā)動機(jī)獨(dú)特的EGR系統(tǒng)如圖4所示，2ZR-FXE發(fā)動機(jī)在各氣缸均有獨(dú)立的EGR通道，通過在進(jìn)氣口上游引入EGR以減小各缸差異。進(jìn)氣歧管內(nèi)EGR與空氣未進(jìn)行充分混合，因此不能用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CO2平衡法測定EGR率；而通過介入式直接測量會影響EGR流量，改變其特性。因此，采用測量2張MAP及控制參數(shù)，通過計(jì)算獲取EGR率。其中，測量第一張MAP時(shí)EGR閥的位置以及其他控制參數(shù)均與實(shí)際情況一致；而測量第二張MAP時(shí)關(guān)閉EGR閥，其他控制參數(shù)與EGR閥開啟時(shí)的條件一致；最終利用相同速度下的空氣流量和MAP計(jì)算得到發(fā)動機(jī)的EGR率。

圖4 豐田普銳斯EGR系統(tǒng)

任務(wù)4：摩擦分解測試。摩擦分解測試流程如圖5所示，在發(fā)動機(jī)臺架上，通過逐級拆解發(fā)動機(jī)的各個(gè)組件，并在不同油溫下測試摩擦阻力，通過計(jì)算得到各個(gè)對應(yīng)部件的摩擦阻力。其中，活塞環(huán)的摩擦阻力是發(fā)動機(jī)摩擦的主要組成之一，其主要原因是在于活塞環(huán)外圈壓力，如果外圈太過“僵硬”將會導(dǎo)致摩擦增加。因此，在測試的時(shí)候，通過對發(fā)動機(jī)缸內(nèi)進(jìn)行加壓，模擬發(fā)動機(jī)燃燒壓力，測量實(shí)際的摩擦損失。

圖5 摩擦分解流程及活塞環(huán)摩擦損失測試方法

經(jīng)過多年探索，美國成立了一個(gè)統(tǒng)一的對標(biāo)組織聯(lián)盟，一次對標(biāo)測試組織多家OEM參與，測試成果共享，節(jié)省時(shí)間及費(fèi)用。在中國每年在對標(biāo)測試中存在大量的重復(fù)工作及資源占用，中國可以成立一個(gè)對標(biāo)組織，制定對標(biāo)計(jì)劃，并組織OME參與，減少資源浪費(fèi)。

圖7 美國對標(biāo)聯(lián)盟

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