混合动力汽车动力性评价体系的研究.doc

PAGE PAGE 2 混合动力汽车动力性评价体系的研究 　　周　荣　梁沛端　杨敬群 (中国汽车技术研究中心电动车研发中心) 摘 要：本文通过系统的理论分析和参考现有的国内外标准，提出了全面和科学地评价混合动力汽车的动力性的四个评价量标、十四个评价参数、评价参数的测量原理和测量方法，对所提出的混合动力汽车动力性的评价方法进行了试验验证，为制定有关的混合动力汽车标准和设计规范提供了依据。 关键字：混合动力汽车；动力性；评价体系。 一、前言 混合动力汽车是一种新出现的绿色环保汽车，它采用内燃机和电动机作为混合动力源, 显著改善了传统汽车的排放和燃油经济性，又增加了电动汽车续驶里程。是清洁汽车中最具有产业化和市场化前景的车型，目前这种汽车在国外开始产业化，已经有些车型投入市场。在国家863电动汽车专项的资助下，我国已经有多家单位研发出混合动力汽车样车,但是，国内外在混合动力汽车标准的制订工作方面严重滞后，对混合动力汽车的设计、生产、销售和使用造成了一定的影响。随着我国混合动力汽车产业化步伐的加快，提出我国的混合动力汽车评价和检测方法已经刻不容缓。动力性能是所有汽车产品的最基本的使用性能,由于同时具有内燃机和电动机两个动力源，现有的传统汽车或纯电动汽车的动力性能评价方法都难以科学和合理地评价混合动力汽车的动力性，本文从混合动力汽车的动力性评价量标、评价参数及测量原理和方法、试验验证等几个方面对混合动力汽车的动力性评价体系进行了研究和分析，将为制定混合动力汽车的相关标准和设计规范提供依据。 二、混合动力汽车动力性的评价量标 混合动力汽车动力性的评价量标是新车定型试验和在用车检测的最基本的动力性评价参数。所有汽车的动力性都是由结构设计确定、通过制造形成的，汽车动力性水平的高低取决于汽车的结构参数及其结构的完善程度。混合动力汽车的结构形式分为串联式、并联式和混联式三种，这三种结构形式的混合动力汽车的发动机与电机的动力复合方式和动力传递路线有所不同，动力电池的充电状态（SOC）也会对混合动力汽车的动力性能产生较大的影响，在确定混合动力汽车动力性评价量标时，必须考虑到混合动力汽车的特殊性，以便能够很容易得到确定的量值来表征动力性水平，还可用来比较同类型不同型号新车动力性水平的高低，以促使生产厂家不断完善结构，提高技术水平。 现有的汽车动力性能评价标准常用汽车的最高车速、加速能力和最大爬坡度来评价汽车动力性水平的高低。一般汽车的使用手册中也列有这三个参数供用车者参考和评价，混合动力汽车也完全能够沿用这三个参数。最高车速是指汽车在水平良好路面上半载或满载（车型不同有区别）行驶时达到的最高车速，它是汽车动力性的一个主要指标。加速能力是指汽车从原地起步迅速增加行驶速度的能力，通常用原地起步加速时间和超车加速时间表征汽车的加速能力。原地起步加速能力是指汽车由一档起步，以最大加速强度逐步换至最高档后达到某一预定的距离或车速所需的时间；超车加速时间是指最高档或次高档由某一中等车速全力加速至某一高速所需时间。汽车的最大爬坡度是指汽车满载时在良好路面上能爬上的最大坡度。混合动力汽车的最高车速、加速能力和最大爬坡度都有赖于驱动轮的驱动力即驱动轮的输出功率，混合动力汽车不仅有传统的汽车一样的发动机驱动，而且还有电机通过某种方式参与驱动。但是行驶阻力与汽车的总质量有关，而空气阻力只与汽车的外形结构有关，由此，驱动轮输出功率相同的混合动力汽车的最高车速、加速能力和最大爬坡度不尽相同，为了客观评价混合动力汽车的动力性水平的高低，应该增加动力因素（D）来表征混合汽车的动力性。 (1) 式中： Ft — 驱动轮驱动力(N)； Fw — 空气阻力(N)； G — 汽车重力(N)。 根据汽车行驶阻力建立的汽车行驶方程式,驱动力应与行驶阻力平衡。即： (2) (3) 式中：Ff ─— 滚动阻力（N）； Fi ─— 上坡阻力（N）； Fj ─— 加速阻力（N）； δ ─— 汽车旋转质量换算系数； = f + i ─— 道路阻力系数； f ─— 滚动阻力系数； I ─— 坡度百分数； g ─— 重力加速度，g = 9.8m; dv/dt ─— 汽车加速度(m.s-2)。 上述式（３）表明：不论混合动力汽车的质量参数有什么不同，只要有相等的动力因数（D）便能够爬上同样的坡度，克服同样的道路阻力，产生同样的加速度(如果δ值相同)和同样的行驶速度，动力因数（D）更能确切的表征混合动力汽车的动力性水平。 为了保证科学