汽车试验：电动汽车整车动力性试验方法

纯电动汽车在行驶中，由蓄电池输出电能给电动机，电动机输出功率，用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力，以及由行驶条件决定的外阻力消耗的功率。与燃油汽车一样，纯电动汽车的动力性也可以用最高车速、加速性能和最大爬坡度来进行描述，但是与燃油汽车不同的是，电动机存在不同的工作制，如1min工作制、30min工作制等，即存在连续功率、小时功率和瞬时功率，因此在描述或评价电动汽车的动力性时要做说明。 电动汽车动力性能的试验标准按GB/T 18385-2005《电动汽车动力性能试验方法》进行。测试的内容包括：最高车速、加速性能、最大爬坡度等评价指标。

一、试验条件

1、道路条件

1)、一般条件

试验应该在干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。

2)、直线跑道

测量区的长度至少1000m。加速区应足够长，以便在进人测量区前200m内达到稳定的最高车速。测量区和加速区的后200m的纵向坡度均不超过0.5%加速区的纵向坡度不超过400，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4.4.4进行一个方向的试验。

3)、环形跑道

环形跑道的长度应至少1000m。环形跑道与完整的圆形不同，它由直线部分和近似环形的部分相接而成。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)、单一方向试验

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4.4.2的要求；

b)测量区内任何两点的高度差不能超过1m；

c)试验应尽快重复进行两次；

d)风速与试验道路平行方向的风速分量不能超过2m/s。

2、试验车辆状态

试验车辆应依据每项试验的技术要求加载，在环境温度下，车辆轮胎气压应符合车辆制造厂的规定。机械运动部件用润滑油黏度应符合制造厂的规定。车上的照明、信号装置以及辅助设备应该关闭，除非试验和车辆白天运行对这些装置有要求。除驱动用途外，所有的储能系统应充到制造厂规定的最大值(电能、液压、气压等)。车辆应清洁，对于车辆和驱动系统的正常运行不是必须的车窗和通风口应该通过正常的操作关闭。试验驾驶员应按车辆制造厂推荐的操作程序使蓄电池在正常运行温度下工作。试验前7天内，试验车辆应至少用安装在试验车辆上的蓄电池行驶300km。蓄电池应处于各项试验要求的充电状态。

3、环境条件

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

4、试验仪器

如果使用电动汽车上安装的车速表、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，表1规定了测量的参数、单位、准确度。




二、试验车辆准备

1、蓄电池充电

按照车辆制造厂规定的充电规程，使蓄电池达到完全充电状态，或按下列规程为蓄电池充电。

a)常规充电

在环境温度为(20-30)℃下，使用车载充电器(如果已安装)为蓄电池充电，或采用车辆制造厂推荐的外部充电器(应记录充电器的型号、规格)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。车辆制造厂应该保证试验过程中车辆没有进行特殊充电操作。

b)充电结束的标准

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驾驶员蓄电池没有充满，在这种情况下，最长充电时间为：

3×制造厂规定的蓄电池容量(kWh)/电网供电(kW)。

c)完全充电蓄电池

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。

2、里程表的设定

试验车辆上的里程表应设置为0，或记录里程表上的读数。

3、预热

试验车辆应以制造厂估计的30分钟最高车速的80%速度行驶5000m，使电机及传动系统预热。

三、试验顺序

按下列顺序安排试验，使所有的性能试验可以在2天内完成：

1、第一天

1）车辆准备；

2）30分钟最高车速试验；

3）蓄电池完全放电。

2、第二天（每项试验连续进行）

1）车辆准备；

2）最高车速试验；

3）蓄电池40％放电；

4）加速性能试验；

5）4％和12％的爬坡车速试验；

6）坡道起步能力试验；

试验应按照上述试验顺序进行，每项试验开始时，蓄电池的荷电状态是前一项试验后的状态。

如果每项试验都单独进行，最高车速、30分钟最高车速试验开始时，蓄电池应处于完全充电的100%—90％。而加速性能、爬坡车速、坡道起步能力试验开始时，蓄电池应处于完全充电的60％一50%。

四、试验方法

1、30分钟最高车速试验

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 18352.1设定的底盘测功机上进行。将试验车辆加载到试验质量(见3.2)，增加的载荷应合理分布，按第5章的规定对车辆进行准备，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30分钟最高车速估计值±5%的要求，如果试验中车速达不到30分钟最高车速估计值的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是制造厂重新估计的30分钟最高车速，测量车辆驶过的里程S1，单位：m。并按下式计算平均30分钟最高车速：Ｖ30，单位：km/h。
Ｖ30＝S1/500

2、蓄电池完全放电

完成认Ｖ30试验之后，试验车辆停放30min，然后以Ｖ30的70％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%，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Stot，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。



3、最高车速试验

1）标准试验程序

A、将试验车辆加载到试验质量，增加的载荷应合理分布。

B、按第5章的规定对车辆进行准备。

C、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。　　

D、随即做一次反方向的试验，并记录通过的时间ｔ2。

E、按下式计算试验结果：

Ｖ＝3600/ｔ

式中：　　　　

Ｖ—实际最高车速，单位为千米每小时（km/h）；

ｔ—持续行驶1km两次试验所测时间的算术平均值（ｔ1＋ｔ2）/2，单位为秒（s）。

2）单一方向试验程序

当用单一方向试验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：



式中：

如果风的水平分量与车辆行驶方向相反，选“＋”；

如果风的水平分量与车辆行驶方向相同，选“一”。

Ｖε—每次测量的最高车速，单位为千米每小时（km/h）　；

ｔ—通过测量区的时间，单位为秒（s）；

Ｖw—风的水平分量，单位为米每秒（ｍ/s）；

f—修正系数为0.6

4、蓄电池的40％放电

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Stot的40%为止。



5、加速性能试验

1）Ｍ1、Ｎ1类纯电动汽车加速性能试验

A、（0－50）km/h加速性能试验。

a、将试验车辆加载到试验质量，增加的载荷应合理分布；将试验车辆停放在试验道路的起始位置，并起动车辆。

c、将加速踏板快速踩到底，使车辆加速到（50±1）km/h。

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

e、记录从踩下加速踏板到车速达到（50±1）km/h的时向。

f、以相反方向行驶再做一次相同的试验。

g、（0—50）km/h加速性能是两次测得时间的算术平均值（单位：S）。

B、（50—80）km/h加速性能试验

a、将试验车辆加载到试验质量，增加的载荷应合理分布。

b、将试验车辆停放在试验道路的起始位置

c、将试验车辆加速到（（50±1）km/h，并保持这个车速行驶5km以上。

d、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。

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

f、以相反方向行驶再做一次相同的试验。

g、（50—80）km/h加速性能是两次测得时间的算术平均值（单位：S）。

2）Ｍ2、Ｍ3类纯电动汽车加速性能试验（Ｍ，Ｎ，类车以外的纯电动汽车可参照执行）

A、（0－30）km/h加速性能试验

a、将试验车辆加载到试验质量，增加的载荷应均匀分布。

b、将试验车辆停放在试验道路的起始位置，并起动车辆。

c、将加速踏板快速踩到底，使车辆加速到（（30±1）　km/h。

d、如果装有离合器和变速器的话，将变速器置人该车的起步挡位，迅速起步，将加速踏板快速踩到底，换人适当挡位，使车辆加速到（30±1）km/h。

e、记录从踩下加速踏板到车速达到（（30±1）km/h的时间。

f、以相反方向行驶再做一次相同的试验。

g、（0—30）km/h加速性能是两次测得时间的算术平均值（单位：s）。

B、（30—50）km/h加速性能试验

a、将试验车辆加载到试验质量，增加的载荷应合理分布。

b、将试验车辆停放在试验道路的起始位置。

c、将试验车辆加速到（30±1）km/h，并保持这个车速行驶0.5km以上。

d、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（50±1）km/h。

c、记录从踩下加速踏板到车速达到（50±1）km/h的时间，或如果最高车速小于56km/h，应达到最高车速的90%，并应在报告中记录下最后的车速。

d、以相反方向行驶再做一次相同的试验。

e、（30—50）km/h加速性能是两次测得时间的算术平均值（单位：s）。



6、爬坡车速试验（Ｍ1、Ｍ2、Ｎ1类以外的纯电动汽车可不做此项）

1）将试验车辆加载到最大设计总质量，增加的载荷应合理分布。

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。

3）调整测功机使其增加一个相当于4％坡度的附加载荷。

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。

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

6）调整测功机使其增加一个相当于12％坡度的附加载荷。

7）重复4）至5）的试验。

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。

9）用下式计算试验结果：

Ｖ＝3600/ｔ

式中：　　　　

Ｖ—实际爬坡最高车速，单位为千米每小时（km/h）；

ｔ一一持续行驶1km所测时间，单位为秒（s）。

7、坡道起步能力试验

1）原则

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；应近似于制造厂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△Ｍ来调整。当不知α0时，制造厂可用7.7.3中的公式来计算。

2）试验规程

A、将试验车辆加载到最大设计总质量。

B、选定的坡道应有10ｍ的测量区，测量区前应提供起步区域。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，可根据下列公式通过增减装载质量的方法进行试验：　



式中：

Ｍ—试验时的车辆最大设计总质量（按ＧＢ/Ｔ3730.2定义），单位为千克（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—制造厂技术条件规定的最大爬坡度对应的坡度角。

△Ｍ应该均布于乘客室和货箱中。

3）以每分钟至少行驶10ｍ的速度，通过测量区。如果车辆装有离合器和变速器的话，应用最低挡起动车辆并以每分钟至少行驶10ｍ的速度，通过测量区。

4）α0的计算

已知最大动力轴转矩，计算车轮的转矩：



已知轮胎动载半径，计算平衡力：



从上式中可计算出α0，最大爬坡能力用tanα0Ｘ100％表示。　　　　

式中：　　　　　　　　

Ｃt—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，单位为牛米（Ｎ·ｍ）；

ｒ—轮胎动负荷半径，单位为米（ｍ）；

ｇ—重力加速度，单位为米每秒平方（ｍ/s²）；

tanα0Ｘ100—爬坡能力，单位为（％）。