电动汽车动力性能试验方法

1  适用范围

1.1 本标准适用于XX公司技术中心开发的电动汽车。

1.2 本标准规定了电动汽车的加速特性、最高车速及爬坡能力等的试验方法。

1.3 本标准适用于最大设计总质量不超过3500kg的电力驱动的电动汽车。

2  引用文件和标准

下列文件对于本文是必不可少的,凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 3730.2-1996 《道路车辆质量词汇和代码》

GB/T 6326 《轮胎术语》

GB/T 12548-1990  《汽车速度表、里程表检验校正方法》

GB/T 18352.1-2001 《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》

GB/T 18385-2005 《电动汽车动力性能试验方法》

GB/T 18386-2001  《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》

GB/T 19596-2004 《电动汽车术语》

3  术语和定义

本标准采用GB/T 3730.2定义和下列定义,下列术语和定义适用于本标准:

3.1 电动汽车整车整备质量 complete electric vehicle kerb mass

包括车载储能装置在内的整车整备质量

3.2 电动汽车试验质量 test mass of electric vehicle

电动汽车整车整备质量与试验所需附加质量的和。

附加质量分别为:

  1. 如果最大允许装在质量小于或等于180kg,该质量为最大允许装载质量;
  2. 如果最大允许装载质量大于180kg,但小于360kg,该质量为180kg;
  3. 如果最大允许装载质量大于360kg,该质量为最大允许装载质量的一半。

注:最大允许装载质量包括驾驶员质量

3.2 动负荷半径(轮胎)dynamic loaded radius(type)

指电动汽车在承受试验载荷时,轮胎变形后的有效半径。定义见GB/T 6326。

3.3 最高车速(1km)maximum speed(1km)

电动汽车能够往返各持续行驶1km以上距离的最高车速的平均值。参考GB/T 19596。

3.4 30分钟最高车速(V30) maximum 30 minutes speed

指车辆能够持续行驶超过30分钟的最高车速平均值(试验程序见7.1)。参考GB/T 19596。

3.5 加速性能(V1到V2)acceleration ability (V1 to V2)

车辆从速度V1加速到速度V2所需的最短时间(试验程序见7.5和7.6)。

3.6 爬坡车速 speed uphill

车辆在给定坡度的坡道向上行驶超过1km的最高平均车速(试验程序见7.7)。参考GB/T 19596。

3.7 坡道起步能力 hill starting ability

车辆能够起动且每分钟向上行驶至少10m的最大坡度(试验程序见7.8)。

4  试验条件

4.1  试验应在下列环境条件下进行:

  1. 室外试验大气温度为5~32℃;
  2. 室内试验温度为20~30℃;
  3. 大气压力为91~104 kPa;
  4. 高于路面0.7m处的平均风速小于3m/s,阵风风速小于5m/s;
  5. 相对湿度小于95%;
  6. 室外试验不能在雨天和雾天进行。

4.2 试验仪器

4.2.1 如果使用电动汽车上安装的速度表、里程表测定车速和里程时,试验前必须按GB/T 12548进行误差校正。

4.2.2 测量的参数、单位和准确度

表1规定了测量的参数、单位、准确度。

4.3  测量的参数、单位和准确度

表2规定了测量的参数、单位和准确度。

4.4  试验车辆条件

4.4.1 试验车辆应依据每项试验的技术要求加载。

4.4.2 在环境温度下,车辆轮胎气压应符合技术条件中的相关规定。

4.4.3 除试验必需的设备和车辆日常操纵部件外,应关闭车上的照明和信号装置以及附加装置。

4.4.4 除了牵引用途以外,所有的储能系统应充到规定的最大值(电能、液压、气压)。

4.4.5 如果蓄电池的工作温度超过了允许工作环境温度,试验人员应按技术条件中推荐的操作程序使蓄电池处于正常运行温度下工作。

在没有特殊说明的情况下,本标准中的蓄电池均指电动汽车用的动力蓄电池。

4.4.6 在进行试验前七天内,试验车辆至少行驶300km。

4.4.7 动力蓄电池应处于各项试验要求的充电状态。

4.4.8 机械运动部件用润滑油黏度应符合制造厂的规定。

4.4.9 车上的照明、信号装置以及辅助设备应该关闭,除非车辆试验以及白天运行对这些装置有要求。

4.4.10 车辆应清洁,对于车辆和驱动系统不是必须的车窗和通风口应该通过正常的操作关闭。

4.5 道路条件

4.5.1 一般要求

试验应该在于燥的直线跑道或环形跑道上进行。路面应坚硬、平整、干净且要有良好的附着系数。

4.5.2 直线跑道

测量区的长度1000m,并用标杆做好标志。

加速区应足够长,以便在进入测量区前200m内达到最高稳定车速。测量区和加速区的后200m的纵向坡度均不超过0.5%。测量区的横向坡度不超过3%。

为了减少试验误差,试验应在试验跑道的两个方向上进行,尽量使用相同的路径。当条件不允许在两个方向进行试验时,可按照4.5.3进行一个方向的试验。

4.5.3 环形跑道

环形跑道的长度应不小于1000m。环行跑道与完整的圆形不同,它由直线部分和近似环型的部分相接而成。弯道的曲率半径应不小于200m。

测量区的纵向坡度不超过0.5%。为计算车速,行驶里程应为车辆被计时所驶过的里程。

4.5.4 一个方向试验

如果由于试验路面布置特点的原因,车辆不可能在两个方向达到最高车速,允许只在一个方向进行测量,但应该满足以下条件:

a)试验跑道应满足4.5.2的要求;

b)试验应尽快重复进行两次;

c)风速与试验道路平行方向的风速分量不能超过2m/s。

5 试验车辆准备

5.1 蓄电池充电

蓄电池应按车辆技术条件中规定的充电程序,使蓄电池达到全充满状态或按照以下规程对蓄电池进行充电。

5.1.1 常规充电

蓄电池按照常规充电规程进行充电,如果安装了车载充电器,用它给蓄电池充电时应在环境温度为20~30℃下进行;如果未安装车载充电器,应按照车辆技术条件中推荐的外部充电器给蓄电池充电。

本规程不包括其他特殊类型的充电。例如蓄电池翻新或维修充电。

试验过程中车辆应没有进行特殊充电操作。

5.1.2 充电结束的判断

12h的充电即为充电结束的标准;如果标准仪器发出明显的信号提示试验人员蓄电池没有充满,在这种情况下,最长充电的时间为:

3×车辆技术条件中规定的蓄电池能量(kWh)/电源供电功率(kW)。

5.1.3 全充满的蓄电池

如果依据常规充电规程,达到充电结束标准,则认为蓄电池已全充满。

5.2 里程表的设定

试验前应记录试验车辆里程表的读数。

5.3 预热

试验车辆应该以估计的30分钟最高车速的80%速度行驶5000m,使电机及传动系统预热。

6 试验程序

按下列顺序安排试验,使所有的性能试验可以在两天内完成。

第一天:

  1. 车辆准备(见5)
  2. 30分钟最高车速试验(见7.1)
  3. 完全放电行驶试验(见7.2)

第二天:

  1. 车辆准备(见5)
  2. 最高车速试验(见7.3)
  3. 40%放电行驶试验(见7.4)
  4. 0-50 km/h加速性能试验(见7.5)
  5. 50 km/h-80 km/h加速性能试验(见7.6)
  6. 4%和12%的坡度速度试验(见7.7)
  7. 坡道起步能力试验(见7.8)

以上每个试验开始时,蓄电池的充电状态是前一个试验后的状态。

如果每个试验都单独进行,最高车速试验开始时,蓄电池应处于10O%~90%充电状态,而加速性能、爬坡车速、坡道起步性能试验开始时,蓄电池应处于60%~50%充电状态。

7 试验方法

7.1 30分钟最高车速

30分钟最高车速的试验可以在环形跑道上进行,也可以在按照GB 14761附录C设定的底盘测功机上进行。

7.1.1 将试验车辆加载到试验质量(见3.1),增加的载荷应均匀地分布在乘客座椅上及货箱内。

7.1.2 按第5章的规定对蓄电池充电并对试验车辆进行预热。

7.1.3 使试验车辆以该车30分钟最高车速估计值±5%的车速行驶30min。试验中车速如有变化,可以通过踩加速踏板来补偿,从而使车速符合±5%的要求。

7.1.4 测量车辆驶过的里程S1,单位:m 。

并按下式计算V30,单位:km/h。

V30 = S1/500

式中:V30–车辆30分钟最高车速,km/h;

S1–车辆30min驶过的里程,m 。

7.1.5 如果试验中车速低于30分钟最高车速估计值95%,试验应重做,车速可以是上述30分钟最高车速估计值或者按技术条件重新估计的30分钟最高车速。

7.2 完全放电行驶试验

完成V30试验之后,试验车辆停放30min,然后以70%的V30恢复行驶,直到车速下降到当加速踏板踩到底时,车速为(V30±10)km/h的50%(公众号:驱动视界),或直到仪表板上的信号装置提示驾驶员停车,记录行驶里程。计算总的行驶里程,包括预热阶段的行驶里程、V30试验时的行驶里程、完全放电时的行驶里程。

7.3 最高车速

7.3.1 最高车速试验

7.3.1.1 将试验车辆加载到试验质量,增加的载荷应均匀地分布在乘客座椅上及货箱内。

7.3.1.2 按第5章的规定对蓄电池充电并对试验车辆进行预热。

7.3.1.3 在直线跑道或环形跑道上将试验车辆加速,使汽车在驶入测量区之前能够达到最高稳定车速,并且保持这个车速持续行驶1km(测量区的长度)。记录车辆持续行驶1km的时间t1。

7.3.1.4 随即做一次反方向的试验,并记录通过的时间t2。

7.3.1.5 按下式计算试验结果:

V=3.6/t

式中:V–实际最高车速,km/h;

t–往返试验所测时间的算术平均值,s。

7.3.2 一个方向试验程序

当用4.5.3的试验路面进行试验时,两次试验的结果按下式计算,这里最高车速V是两次Vi的算术平均值。如果考虑风速,最高车速应该按下式修正。

Vi=Vr±Vv×f

Vr=3.6/t

式中,如果风的纵向分量与车辆行驶方向相反,选“+”;

如果风的纵向分量与车辆行驶方向相同,选“-”。

Vi–第i次最高车速,km/h;

Vr–实际最高车速,km/h;

t –通过测量区的时间,s;

Vv–风速的水平分量,m/s;

f –修正系数为0.6。

7.4 40%放电行驶试验

将试验车辆以(V30±5)km/h的70%的恒定速度在试验跑道或测功机上行驶使蓄电池放电,直到行驶里程达到总的行驶里程的40%为止。

7.5 (0-50)km/h加速性能试验

7.5.1 将试验车辆加载到试验质量,增加的载荷应均匀地分布在乘客座椅上及行李箱内。

7.5.2 将试验车辆停放在试验道路的起始位置,并起动车辆。

7.5.3 将加速踏板快速踩到底,使车辆加速到(50±1)km/h。

7.5.4 如果装有离合器和变速器的话,将变速器置入该车的起步挡位,迅速起步,将加速踏板快速踩到底,换入适当挡位,使车辆加速到(50±1)km/h。

7.5.5 记录从踩加速踏板到车速达到(50±1)km/h的时间。

7.5.6 以相反方向行驶再做一次相同的试验。

7.5.7 (0-50)km/h加速性能(单位:s)是两次测得时间的算术平均值。

7.6 (50-80)km/h加速性能试验

7.6.1 将试验车辆加载到试验质量,增加的载荷应均匀地分布在乘客座椅及行李箱内。

7.6.2 将试验车辆停放在试验道路的起始位置。

7.6.3 将试验车辆加速到(50±1)km/h,并保持这个车速行驶0.5km以上。

7.6.4 将加速踏板踩到底,或使用离合器和变速杆(如果装有的话)将车辆加速到(80±1)km/h。

7.6.5 记录从踩下加速踏板到车速达到(80±1)km/h或如果最高车速小于89km/h,应达到最高车速的90%,并应在报告中记录最后的车速。

7.6.6 以相反方向行驶再做一次相同的试验。

7.6.7 (50-80)km/h加速性能(单位:s)是两次测得时间的算术平均值。

7.7 爬坡车速试验

7.7.1 将试验车辆加载到最大设计总质量,增加的载荷应均匀地分布在乘客座椅上及货箱内。

7.7.2 将试验车辆置于测功机上,并对测功机进行必要的调整使其适合试验车辆最大设计总质量值。

7.7.3 调整测功机使其增加一个相当于4%坡度的附加载荷。

7.7.4 将加速踏板踩到底使试验车辆加速或使用适当变速挡位使车辆加速。

7.7.5 确定试验车辆能够达到并能持续行驶lkm的最高稳定车速,同时,记录持续行驶1km的时间t。

7.7.6 调整测功机使其增加一个相当于12%坡度的附加载荷。

7.7.7 重复7.7.4至7.7.5的试验。

7.7.8 试验完成后,停车检查各部位有无异常现象发生,并详细记录。

7.7.9 用下式计算试验结果。

V=3.6/t

式中:V–实际爬坡最高车速,km/h;

t–持续行驶1km所测时间,s。

7.8 坡道起步能力试验

坡道起步能力应在有一定坡度角α1的道路上进行。该坡度角α1应近似于技术条件规定的最大爬坡度对应的角α0。实际坡度和厂定坡度之差,应通过增减质量ΔM来调整。当不知α0时,可用7.8.4中的公式来计算。

7.8.1 将试验车辆加载到最大设计总质量。

7.8.2 选定的坡道上应至少有10m的测量区域和足够的起步区域。将试验车辆放置在起步区域。选定的坡度角尽可能地近似于α0。如果该坡道坡度与厂定最大爬坡度对应的坡度有差别,可通过增减装载质量的方法进行试验,增减的装载质量按下式计算:

ΔM=M× (sinα0-sinα1)/(sinα1+R)

式中:

  • M–试验时的车辆最大设计总质量(按GB/T 3730.2中M07定义),kg;
  • R–滚动阻尼系数,一般为0.01;
  • α1–实际试验坡道所对应的坡度角;
  • α0–技术条件规定的最大爬坡度对应的坡度角。
  • ΔM–应该均布于乘客室和货箱中。

7.8.3 应用最低挡起动试验车辆并以每分钟至少行驶10 m的速度,通过测量区。

7.8.4 α0的计算

已知最大动力轴转矩,计算车轮的转矩:

Cr=Ca×T×ητ

已知轮胎动力半径,计算平衡力:

Ft=Cr/r=M×g×(sinα0+R)

从上式中可计算出山,最大爬坡百分数用tanα0×l00%表示。

式中: 

  • Cr–车轮转矩;
  • Ca–最大动力轴转矩;
  • T–总的齿轮传动比;
  • ητ–齿轮传动效率;
  • Ft–平衡车辆载荷所要的牵引力矩,N•m;
  • r–轮胎动力半径,m;
  • g–重力加速度,m/s2;
  • tanα0×l00%–爬坡能力,%。

 

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