T∕CSAE 165-2020 插电式混合动力公交车动力系统能量消耗量台架试验方法.pdf

ICS 43.020CCS T 04团体标准T/CSAE 1652020插电式混合动力公交车动力系统能量消耗量台架试验方法Bench test method for energy consumption of plug-inhybrid bus powertrain2020-12-25 发布2020-12-25 实施中国汽车工程学会发布学兔兔 标准下载中国汽车工程学会标准（以下简称：CSAE 标准），是由中国汽车工程学会按照明确的程序、规则，遵循公开、透明、协商一致原则组织制定的，供市场自由选择、自愿采用的规范性技术文件。CSAE 标准旨在发挥市场自主制定标准优势，着眼企业竞争力提升，推动汽车产业创新技术的加速发展和广泛应用。CSAE 标准版权归属中国汽车工程学会，除用于国家法律或事先得到中国汽车工程学会许可外，不得以任何形式复制该标准。在本标准实施过程中，如发现需要修改或补充之处，欢迎将意见反馈至中国汽车工程学会，以便修订时参考。中国汽车工程学会地址：北京市大兴亦庄开发区荣华南路13号院（中航国际广场H5座）；电话：[phone]；邮编：100176；邮箱：wwqsae-china.org。学兔兔 标准下载T/CSAE 1652020I目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14净能量改变量的（NEC）计算方法.15试验说明.16试验台架要求.26.1试验台架.26.2台架记录要求.26.3加载装置、空调模拟装置和储能装置要求.26.4试验仪器要求.37试验程序.37.1台架车辆驱动系统的启动和再启动.37.2预运行.37.3台架车辆驱动系统的启动和再启动试验程序.37.3.1台架储能装置的预置.37.3.2包含纯电动工作模式的 PHEV 公交车台架的试验程序.37.3.3不包含纯电动工作模式的 PHEV 公交车台架的试验程序.58数据记录和结果.68.1环境数据.68.2燃料密度.68.3SOC、动力蓄电池电压、超级电容器电压和 NEC.78.4行驶距离.78.5燃料消耗.78.6储能装置净能量改变量（NEC）.78.7能量消耗量.78.7.1能量消耗量试验结果的一般规定.78.7.2包含纯电动工作模式的 PHEV 公交车.78.7.3不包含纯电动工作模式的 PHEV 公交车.98.8试验有效性.99最终试验报告.10学兔兔 标准下载T/CSAE 1652020II前言本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由电动汽车产业技术创新战略联盟提出。本文件参加单位：清华大学、中国科学院电工研究所、中国汽车技术研究中心、郑州宇通客车股份有限公司。本文件主要起草人：何承坤、苟晋芳、杨学青、张俊智、王伟、曲辅凡、孙东升、李宁、李文博。学兔兔 标准下载T/CSAE 16520201插电式混合动力公交车动力系统能量消耗量台架试验方法1范围本文件规定了在动力系统台架上进行插电式混合动力公交车实际运行工况能量消耗量试验的试验方法。本文件适用于最大设计总质量超过3.5t的插电式混合动力公交车，纯电动公交车可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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 18386电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法GB/T 19596电动汽车术语GB 19754-2015重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法GB/T 27840-2011重型商用车辆燃料消耗量测试方法GB/T 36146.2-2019中国汽车行驶工况第2部分:重型商用车辆GB/T 37340-2019电动汽车能耗折算方法QC/T 658-2009汽车空调制冷系统性能道路试验方法T/CSAE 12-2020插电式混合动力乘用车动力系统能量消耗量台架试验方法3术语和定义GB/T 19596和T/CSAE 12-2020界定的术语和定义适用于本文件。4净能量改变量的（NEC）计算方法根据GB 19754-2015第四章中规定的方法对净能量改变量（NEC）进行计算。5试验说明试验工况根据企业情况可自行选择，每次测试应选择同一种试验工况，试验工况有下列形式：在 65%载荷状态下，GB/T36146.2-2019 规定的中国城市客车循环工况（CHTC-B）（参见图 1）；满载状态下，GB/T 27840-2011 规定的 C-WTVC 循环；GB/T 19754-2015 的附录 C、附录 D 和 QC/T 759-2006 的附录 B 城市客车用循环数据（快速道路）的试验循环；企业自定义的实际运行测试工况。学兔兔 标准下载T/CSAE 16520202图 1中国城市客车循环工况（CHTC-B）试验程序及试验结果处理有下列形式：本文件 7.3 和 8 条款；按中国汽车工程学会技术规范插电式混合动力公交车实际运行工况能量消耗量转鼓试验规范，进行 12 次 CHTC-B 循环试验后进行结果处理。6试验台架要求6.1试验台架6.1.1所用试验台架应满足本文件 6.3 条款要求.6.1.2试验台架测试装备应满足本文件 6.4 条款要求。6.1.3被测动力系统与加载装置的连接方式参见 T/CSAE 12-2020 插电式混合动力乘用车动力系统能量消耗量台架试验方法的 5.1.3 条款。6.2台架记录要求试验之前，按照GB/T 19754-2015附录E的内容详细地记录台架车辆参数。任何与基本程序不同的内容，如台架试验以不同于混合动力汽车工作模式运行，应完整地记录以备后续试验再现此试验过程。6.3加载装置、空调模拟装置和储能装置要求加载装置应准确模拟插电式混合动力汽车混合动力模式切换过程、换挡过程以及制动过程的动态负载特性，且性能稳定、具备较高的可靠性及可重复性，试验循环模拟车速公差应满足GB/T 19754-2015的公差要求，且每个试验循环超出公差范围累计时间不能超过15s。空调模拟装置，参见T/CSAE 12-2020 插电式混合动力乘用车动力系统能量消耗量台架试验方法的6.2.2条款。学兔兔 标准下载T/CSAE 16520203在试验之前将储能装置充电至汽车制造厂要求的荷电状态。当储能装置损坏，或储能装置能量储存能力低于制造规定的数值时，该储能装置应视作失效，应将失效的储能装置修复、更换和进行平衡，然后再重新对整车进行试验。6.4试验仪器要求台架试验的试验仪器应满足GB/T 19754-2015中对于试验仪器的测量精度规定。7试验程序7.1台架车辆驱动系统的启动和再启动台架车辆驱动系统应按照汽车制造厂提供的用户手册推荐的启动程序进行启动。7.2预运行台架在进行试验前应进行试验循环的预运行，使驾驶员熟悉台架车辆状况及熟练台架对应车辆的操作。7.3台架车辆驱动系统的启动和再启动试验程序7.3.1台架储能装置的预置在进行首次试验前，要求对台架储能装置进行充电，达到汽车制造厂要求的荷电状态上限。7.3.2包含纯电动工作模式的 PHEV 公交车台架的试验程序7.3.2.1一般规定纯电动工作模式的可操作模式如下：以手动切换开关型式作为按钮布置在仪表台上，以加速踏板踩下而动力总成不输出动力作为纯电动工作模式的结束；靠整车控制器自动过渡，以发动机自动启动作为纯电动工作模式结束的标志。包含纯电动工作模式的PHEV公交车台架的能量消耗量试验分为三个阶段，第一阶段为纯电动续驶里程，第二阶段为储能装置能量调整阶段，第三阶段为电能量平衡运行阶段。注：纯电动工作模式的PHEV公交车，指可以以纯电动工作模式完成“中国城市客车循环”的车辆。如果车辆的混合动力设计决定的或控制策略中设定的低于某车速下使用纯电机工作，高于某车速使用混合动力工作的情况，不属于本规范中规定的包含纯电动工作模式的PHEV公交车，这类汽车按照7.3.3描述的试验程序实施。7.3.2.2纯电动续驶里程试验车速进行纯电动续驶里程试验的试验车速应使用40 km/h，与GB/T 18386相一致。7.3.2.3空调制热时的试验程序7.3.2.3.1空调模拟装置设定空调模拟装置设定的环境温度，企业根据运行地域自行选择，有下列可选温度：（03)；（-73)；（-153)；学兔兔 标准下载T/CSAE 16520204（-203)。空调模拟装置设定为制热模式，目标温度设定为不低于25。7.3.2.3.2纯电动续驶里程段（第一阶段）能量消耗量的确定分为以下两种情况：对于使用纯电动模式切换开关的测量，如果有生产企业规定的结束条件，则台架以 40 km/h3 km/h 车速匀速行驶，直至车速达不到 36 km/h 或达到生产企业规定的结束条件中的任何一个条件，应立即将车速设置为零，计算纯电动续驶里程数值，然后断电，关闭点火锁 15 min。纯电动续驶里程段试验结束。对于自动切换纯电动工作模式的车辆类型，台架以 40 km/h3 km/h 车速匀速行驶，直至发动机自动启动，或车速达不到 36 km/h，应立即将车速设置为零，记录纯电动续驶里程数值，然后断电，关闭点火锁 15 min。纯电动续驶里程段试验结束。7.3.2.3.3储能装置能量调整阶段（第二阶段）、电能量平衡运行阶段（第三阶段）能量消耗量的确定第二阶段、第三阶段试验，采用2次重复的中国城市客车循环作为试验的行驶循环。第二阶段的试验应在纯电动续驶里程试验（第一阶段）完成后连续进行，第二阶段台架应至少连续进行三次试验。如果尚未完成第二阶段的三次试验，台架就进行了非试验的行驶，则台架应重新进行7.3.17.3.2.3.2的试验运转。第二阶段的三次试验结束后，立即进行分析，判断第二阶段试验是否结束，判断原则如表1所示。表 1试验阶段的确定NEC 变化量第一次试验第二次试验第三次试验第四次试验第五次试验第六次试验1第三阶段绝对值5%绝对值5%绝对值5%-2第二阶段第三阶段绝对值5%绝对值5%绝对值5%绝对值5%3第二阶段第三阶段绝对值5%绝对值5%绝对值5%绝对值5%绝对值5%4第二阶段第三阶段绝对值5%绝对值5%绝对值5%绝对值5%绝对值5%绝对值5%如果进行三次试验，NEC变化量的绝对值均不大于5%，则参与该台架的车辆状态不具有储能装置能量调整阶段（即第二阶段），只具有能量平衡工作阶段（即第三阶段），试验结束。如果第一次试验，NEC的相对变化量大于5%，后两次试验，NEC的相对变化量的绝对值均不大于5%，则继续进行第四次试验，如果该次试验NEC的相对变化量的绝对值也不大于5%，则第一次试验属于储能装置能量调整阶段（第二阶段），第二、三、四次试验属于能量平衡工作阶段（第三阶段）。试验结束。其他符合表2描述的情况，按照表2内容决定工作阶段的划分和试验次数。如果试验结果出现 NEC 变化量无规律变化的情况，在六次试验中没有连续的三次试验结果 NEC变化量绝对值均不大于 5%的情况出现，则六次试验均视为第二阶段，试验结束。学兔兔 标准下载T/CSAE 16520205如果需要，检测机关可以根据情况适当增加试验次数，但是当上一段描述的 NEC 变化量无规律变化情况出现时，至少需要进行六次试验。原则上，最好一次连续完成三阶段的试验；如果不得已，应进行非试验的车辆行驶，在第二阶段试验开始后，应至少进行三次试验后，才允许试验暂时中断，下一次试验开始前，不允许进行车辆储能装置的充电或能量调整，再次开始试验时，按照 7.3.2 的要求进行预循环运转后，再开始进行正式的试验运转。7.3.2.4空调制冷时的试验程序7.3.2.4.1一般要求在进行空调制冷条件下的试验之前，应当使车辆状态与进行空调制热条件下试验之前的车辆状态相同。7.3.2.4.2空调模拟装置设定空调模拟装置设定的环境温度，企业根据运行地域自行选择，有下列可选温度：（302)；（-352)；（-402)；空调模拟装置设定为制冷模式，目标温度设定为不高于25。7.3.2.4.3能量消耗量试验运转按照7.3.2.3.27.3.2.3.3进行试验，确定三个阶段的能量消耗量。7.3.2.5空调关闭时的试验程序7.3.2.5.1一般要求在进行空调关闭条件下的试验之前，应当使车辆状态与进行空调制热条件下试验之前的车辆状态相同。7.3.2.5.2空调模拟装置设定空调模拟装置设为关闭状态。7.3.2.5.3能量消耗量试验运转按照7.3.2.3.27.3.2.3.3进行试验，确定三个阶段的能量消耗量。7.3.3不包含纯电动工作模式的 PHEV 公交车台架的试验程序在台架上实施试验，可以直接从冷态开始试验，使用一个完整地试验循环进行台架的预热和预处理，循环结束，关闭点火锁15 min，进行台架预置。7.3.3.1空调制热时的试验程序7.3.3.1.1空调模拟装置设定空调模拟装置设定的环境温度，企业根据运行地域自行选择，有下列可选温度：（03)；学兔兔 标准下载T/CSAE 16520206（-73)；（-153)；（-203)。空调模拟装置设定为制热模式，目标温度设定为不低于25。7.3.3.1.2能量消耗量试验运转按照7.3.2.3.3进行试验，确定储能装置调整阶段和储能装置平衡阶段的能量消耗量。7.3.3.2空调制冷时的试验程序7.3.3.2.1一般要求在进行空调制冷条件下的试验之前，应当使台架状态与进行空调制热条件下试验之前的台架状态相同。7.3.3.2.2空调模拟装置设定空调模拟装置设定的环境温度，企业根据运行地域自行选择，有下列可选温度：（302)；（-352)；（-402)；空调模拟装置设定为制冷模式，目标温度设定为不高于25。7.3.3.2.3能量消耗量试验运转按照7.3.2.3.3进行试验，确定储能装置调整阶段和储能装置平衡阶段的能量消耗量。7.3.3.3空调关闭时的试验程序7.3.3.3.1一般要求在进行空调制冷条件下的试验之前，应当使台架状态与进行空调制热条件下试验之前的台架状态相同。7.3.3.3.2空调模拟装置设定空调模拟装置设为关闭状态。7.3.3.3.3能量消耗量试验运转按照7.3.2.3.3进行试验，确定储能装置调整阶段和储能装置平衡阶段的能量消耗量。8数据记录和结果8.1环境数据记录试验开始于结束时的环境温度、大气压力。8.2燃料密度提供并记录燃料密度。学兔兔 标准下载T/CSAE 165202078.3SOC、动力蓄电池电压、超级电容器电压和 NEC储能装置在试验开始和结束时刻的SOC、动力蓄电池电压和超级电容器电压应当进行记录。8.4行驶距离测量和记录模拟车辆在台架上的行驶距离，单位为千米（km）。8.5燃料消耗采用油耗仪或称重法测量燃料消耗，燃料消耗用体积表示，单位为升（L）。8.6储能装置净能量改变量（NEC）测量并计算台架在整个实验过程中储能装置的NEC，并记录结果。对于动力蓄电池，应当对动力蓄电池的充、放单电流和电压，以不低于20Hz的频率连续地进行测量。NEC的确定程序可参照如下方式：GB 19754-2015 附录 A 的规定；最新实施 GB 19754 附录 A 的规定。8.7能量消耗量8.7.1能量消耗量试验结果的一般规定汽车的能量消耗量试验结果应当表示为：燃料消耗量，车辆每行使100 km消耗燃料多少升（单位：L/100km）；电能量消耗量，车辆每行使100 km消耗电能量多少千瓦时（单位：kWh/100km）；电能的当量燃料消耗量，车辆每行使100 km等效的燃料消耗多少升（单位：L/100km）；车辆的行使里程（单位：km）。8.7.2包含纯电动工作模式的 PHEV 公交车8.7.2.1一般要求包含纯电动工作模式的PHEV公交车的能量消耗量试验结果分为纯电动续驶里程阶段、储能装置能量调整阶段、电量平衡型工作阶段三部分单独处理。8.7.2.2纯电动续驶里程阶段（第一阶段）在空调制热、空调制冷和空调关闭三种条件下分别记录续驶里程，依据GB/T 37340中5.1简单折算法，将电量消耗量折算为燃料消耗量，计算第一阶段总电量折算的燃料消耗量。8.7.2.2.1第一阶段空调制热条件下的综合能耗1111()/100tot hhEC hhFCFCFCD式中：1tot hFC第一阶段空调制热条件下的综合能耗，单位为L/100km；1hFC第一阶段空调制热条件下总燃油消耗量，由于是纯电动工况，所以此处数值为0，单位L；1EC hFC空调制热状态下，第一阶段电量消耗量折算燃料消耗量，单位L；1hD空调制热状态下，第一阶段计算出的车辆行使里程，单位km。学兔兔 标准下载T/CSAE 165202088.7.2.2.2第一阶段空调制冷条件下的综合能耗1111()/100tot rrEC rrFCFCFCD式中：1tot rFC第一阶段空调制冷条件下的综合能耗，单位为L/100km；1rFC第一阶段空调制冷条件下总燃油消耗量，由于是纯电动工况，所以此处数值为0，单位L；1EC rFC空调制冷状态下，第一阶段电量消耗量折算燃料消耗量，单位L；1rD空调制冷状态下，第一阶段计算出的车辆行使里程，单位km。8.7.2.2.3第一阶段空调不开启条件下的综合能耗1111()/100tot nnEC nnFCFCFCD式中：1tot nFC第一阶段空调不开启条件下的综合能耗，单位为L/100km；1nFC第一阶段空调不开启条件下总燃油消耗量，由于是纯电动工况，所以此处数值为0，单位L；1EC nFC空调不开启状态下，第一阶段电量消耗量折算燃料消耗量，单位L；1nD空调不开启状态下，第一阶段计算出的车辆行使里程，单位km。8.7.2.2.4第一阶段试验的综合能耗计算1112131*tottot htot rtot nFCFCFCFC式中：1totFC第一阶段的试验综合能耗，单位为L/100km；1空调制热条件下，根据中国工况统计的里程对应的利用系数；2空调制冷条件下，根据中国工况统计的里程对应的利用系数；3空调关闭条件下，根据中国工况统计的里程对应的利用系数。式中：1、2、3三者之和为1，系数具体数值根据车辆主要销售、使用地区确定，推荐系数10.25，20.25，30.5。8.7.2.3储能装置能量调整阶段（第二阶段）储能装置能量调整阶段，首先计算出第二阶段总电量折算的燃料消耗量，然后计算出第二阶段综合能耗公式，具体过程如下。8.7.2.3.1第二阶段空调制热条件下的综合能耗2222()/100tot hhEC hhFCFCFCD式中：2tot hFC第二阶段空调制热条件下的综合能耗，单位为L/100km；2hFC第二阶段空调制热条件下总燃油消耗量，单位L；学兔兔 标准下载T/CSAE 165202092EC hFC空调制热状态下，第二阶段电量消耗量折算燃料消耗量，单位L；2hD空调制热状态下，第二阶段计算出的车辆行使里程，单位km。8.7.2.3.2第二阶段空调制冷条件下的综合能耗2222()/100tot rrEC rrFCFCFCD式中：2tot rFC第二阶段空调制冷条件下的综合能耗，单位为L/100km；2rFC第二阶段空调制冷条件下总燃油消耗量，单位L；2EC rFC空调制冷状态下，第二阶段电量消耗量折算燃料消耗量，单位L；2rD空调制冷状态下，第二阶段计算出的车辆行使里程，单位km。8.7.2.3.3第二阶段空调不开启条件下的综合能耗2222()/100tot nnEC nnFCFCFCD式中：2tot nFC第二阶段空调不开启条件下的综合能耗，单位为L/100km；2nFC第二阶段空调不开启条件下总燃油消耗量，单位L；2EC nFC空调不开启状态下，第二阶段电量消耗量折算燃料消耗量，单位L；2nD空调不开启状态下，第二阶段计算出的车辆行使里程，单位km。8.7.2.3.4第二阶段试验的综合能耗计算2122232*tottot htot rtot nFCFCFCFC式中：2totFC第二阶段的试验综合能耗，单位为L/100km；1空调制热条件下，根据中国工况统计的里程对应的利用系数；2空调制冷条件下，根据中国工况统计的里程对应的利用系数；3空调关闭条件下，根据中国工况统计的里程对应的利用系数。式中：1、2、3三者之和为1，系数具体数值根据车辆主要销售、使用地区确定，推荐系数10.25，20.25，30.5。8.7.2.4电量平衡运行阶段（第三阶段）电量平衡型工作阶段，参考8.7.2.3所列公式得到燃料消耗量、电量消耗量折算的燃料消耗量和综合能耗结果。8.7.3不包含纯电动工作模式的 PHEV 公交车按照8.7.2.3和8.7.2.4求取试验结果。8.8试验有效性学兔兔 标准下载T/CSAE 165202010如果在试验过程中的任何时刻，台架上对应的汽车驱动力无法满足速度要求，或由于台架的储能装置能量过低，台架不能正常运行，则该试验过程应当认为无效。储能装置应当被重新充电，试验程序应重新启动开始。9最终试验报告最终试验报告应包括台架对应的汽车配置、试验循环和所有测量参数与结果。_学兔兔 标准下载