电动汽车工程手册 第八卷 测试评价卷

　　《电动汽车工程手册 第八卷 测试评价》主要从整车和关键零部件两个方面的测试评价工作展开，包含基本性能、功能控制、控制策略等整车层级以及关键零部件级层级的开发性测试评价关键技术。，本卷分别从测试目的、测试设备、参考标准、测试方法步骤、数据处理、评价指标和方法等方面阐述了各层级开发性测试评价关键技术，目的在于通过测试评价数据的沉淀和积累真实反映车辆性能、策略、功能层面的表现，通过对数据的挖掘和分析，探索标杆车型、竞品车型的设计理念和技术亮点，为开发过程提供重要的数据支撑。各章最后结合工程实例为从事测试评价相关的工程师提供参考。

　　周舟，博士，研究员级高级工程师，享受国务院政府特殊津贴专家。现任中国汽车工程研究院股份有限公司党委委员、董事、副总经理，兼任汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室主任。主要从事汽车性能开发、新能源汽车测试评价及优化等领域的研究。近年来先后承担或主研了“863”课题、支撑计划课题、国际合作项目、工信部强基工程项目等国家重大科技计划项目10余项，获得省部级科技进步奖6项。先后获得中国汽车工程学会突出贡献奖、重庆市国企贡献奖、重庆市“三百”科技领军人才、中国汽车工业优秀青年科技人才奖、中国通用技术集团青年科技英才奖等多项殊荣。

第1章基础知识 1

1.1术语 1

1.1.1纯电动汽车相关术语 1

1.1.1.1 驱动、行驶装置 1

1.1.1.2 车身、底盘 2

1.1.1.3 电气装置及部件 2

1.1.1.4 指示器、信号装置 3

1.1.1.5 驱动电机系统 4

1.1.1.5 充电储能装置 6

1.1.1.6 充电机 7

1.1.2混合动力电动汽车相关术语 8

1.1.2.1动力性 8

1.1.2.2经济性 10

1.1.2.3制动性 11

1.1.2.4通信协议 11

1.1.2.5电性能测试 11

1.1.3燃料电池汽车相关术语 12

1.1.3.1通用术语 12

1.1.3.2质子交换膜燃料电池系统 13

1.1.3.3车载供氢系统 14

1.1.3.4燃料电池电动汽车整车系统 14

1.1.3.5性能试验 14

1.2测试基础 16

1.2.1测量基础知识 16

1.2.1.1测量的定义 16

1.2.1.2测量方法的分类 16

1.2.1.3测量误差的概念和分类 17

1.2.1.4测量误差分析处理 18

1.2.2试验设计理论 21

1.2.2.1基本概念与要求 21

1.2.2.2与试验有关的术语 21

1.2.2.3多因子试验设计 22

1.2.2.4正交试验设计 24

1.2.3测试系统基本特性 28

1.2.3.1测试系统的基本要求及性质 28

1.2.3.2测试装置的静态特性 29

1.2.3.3测试装置的动态特性 30

1.2.3.4动态特性试验测定法 34

1.2.3.5测试装置动态特性的测定 42

1.2.3.6不失真测量条件 46

1.2.4试验数据采集与处理 47

1.2.4.1数据采集系统设计 47

1.2.4.2数据采集系统的主要性能指标 49

1.2.4.3数据采集系统标定的概念 51

1.2.4.4试验数据的插值与回归处理 52

1.2.4.5异常数据的处理 56

1.2.5总线技术 58

1.2.5.1网络基础 58

1.2.5.2网络管理 62

1.2.5.3 CAN总线 68

1.3测试设备 79

1.3.1传感器 79

1.3.1.1传感器的分类 79

1.3.1.2传感器的应用 89

1.3.2纯电动/混合动力汽车测试设备 97

1.3.2.1动力性与经济性试验设备 97

1.3.2.2振动噪声试验设备 100

1.3.2.3测功机 104

1.3.2.4直流电源 110

1.3.3燃料电池汽车专用测试设备 112

1.3.3.1电功率分析仪 112

1.3.3.2氢气流量计与浓度检测仪 114

1.3.4零部件测设设备 115

1.3.4.1电机试验测试设备 115

1.3.4.2动力电池试验测试设备 119

1.3.4.3燃料电池堆及系统测试专用设备 124

1.4测试工况 128

1.4.1工况的定义与分类 128

1.4.1.1工况的定义 128

1.4.1.2行驶工况分类 128

1.4.2几种常用工况 129

1.4.2.1 FTP-75 129

1.4.2.2 HWFET 132

1.4.2.3 NEDC 132

1.4.2.4 WLTP 134

1.4.2.5 JC08 135

参考文献 137

第2章纯电动汽车测试评价      138

2.1　基本性能测试 140

2.1.1　动力性测试 140

2.1.2　经济性测试 143

2.1.3　制动性能测试 147

2.1.4　NVH测试 150

2.1.5　电磁兼容性测试 152

2.1.5.1整车骚扰源频域评价测试 152

2.1.5.2电动汽车T-BOX的电磁抗扰性能测试 153

2.1.5.3电动汽车卫星定位/导航系统电磁抗扰性能测试 154

2.1.6　整车电平衡测试 155

2.1.7　一般安全测试 156

2.1.8　碰撞后安全测试 162

2.2　功能性测试 163

2.2.1　E/E架构测试 163

2.2.1.1　高压电气架构测试 164

2.2.1.2　低压电气架构测试 164

2.2.2　总线测试 165

2.2.3　上下电测试 169

2.2.4　失效安全测试 171

2.2.5　电性能测试 174

2.2.6　充电功能测试 177

2.2.6.1　直流充电互操作性测试 177

2.2.6.2　交流充电互操作性测试 187

2.2.7　远程监控功能测试 195

2.3　策略性测试 198

2.3.1　驱动控制策略测试 198

2.3.1.1　加速踏板控制特性测试 198

2.3.1.2　蠕行特性测试 199

2.3.1.3　 SOC对驱动控制的影响测试 200

2.3.1.4　环境温度对驱动控制的影响测试 201

2.3.2　制动控制策略测试 201

2.3.2.1　滑行制动策略测试 202

2.3.2.2　常规制动策略测试 202

2.3.2.3　再生制动协调控制策略测试 203

2.3.3　热管理策略测试 204

2.3.4　附件管理策略测试 211

2.3.5　测试案例 213

2.4　展望 220

参考文献 221

第3章混合动力汽车测试评价 222

3.1基本性能测试 376

3.1.1动力性测试 376

3.1.1.1混合动力汽车动力性客观测试评价 376

3.1.2经济性测试 382

3.1.2.1经济性客观测试评价 382

3.1.3制动性测试 403

3.1.4 NVH测试 406

3.1.4.1车内振动噪声测试 406

3.1.4.2档位/模式切换冲击 409

3.1.4.3混合动力汽车整车NVH性能的主观评价 411

3.1.5电磁兼容性测试 412

3.1.5.1整车感性负载时域评价测试 412

3.1.5.2整车骚扰源频域评价测试 413

3.1.6整车电平衡测试 415

3.1.7一般安全测试 415

3.1.8碰撞后安全测试 415

3.2功能性测试 415

3.2.1 E/E架构测试 415

3.2.2总线测试 415

3.2.3上、下电测试 415

3.2.4失效安全测试 415

3.2.5电性能测试 415

3.2.6充电功能测试 415

3.2.7远程监控测试 415

3.3策略性测试 415

3.3.1驱动控制策略测试 415

3.3.1.1驾驶需求识别（加速踏板MAP+意图识别） 416

3.3.1.2模式进退机制 419

3.3.1.3能量分配机制 420

3.3.1.4部件响应测试 422

3.3.2制动控制策略测试 424

3.3.3热管理策略测试 427

3.3.4附件管理策略测试 427

3.4实车案例展示 427

3.4.1基本性能测试 427

3.4.2功能性测试 433

3.4.3策略性测试 440

3.5展望 487

第4章 燃料电池汽车测试评价   449

4.1 燃料电池电动汽车动力性测试 449

4.1.1 燃料电池电动汽车动力性客观测试评价 450

4.1.2 燃料电池电动汽车动力性主观测试评价 455

4.2 燃料电池电动汽车续驶里程及燃料经济性测试 457

4.2.1 续驶里程测试 458

4.2.2 氢气消耗量测试 460

4.2.3 增程式燃料电池电动汽车能量消耗量测试 463

4.2.4 全功率燃料电池电动汽车能量消耗量测试 469

4.3 燃料电池电动汽车振动噪声测试 470

4.3.1 电堆辅助系统振动噪声测试方法 470

4.3.2 进气系统振动噪声测试 472

4.3.3 汽车车内噪声测试 473

4.3.4 市区行驶条件下车辆噪声测试 474

4.4 燃料电池电动汽车冷却系统控制策略分析测试 476

4.4.1 启动暖机过程控制策略测试 476

4.4.2 行驶控制策略测试 477

4.4.3 后冷却控制策略测试 479

4.5 燃料电池电动汽车整车热管理系统性能测 479

4.5.1 燃料电池电动汽车热平衡性能测试 480

4.5.2 燃料电池电动汽车空调系统降温性能测试 481

4.5.3 燃料电池电动汽车空调系统采暖性能测试 482

4.5.4 燃料电池电动汽车空调除霜除雾性能测试 483

4.6 燃料电池电动汽车的整车安全要求及测试 484

4.6.1 车载氢系统安全要求 484

4.6.2 燃料电池电堆/系统安全要求 485

4.6.3 电气系统的安全要求 486

4.6.4 功能安全要求 487

4.6.5 紧急情况下的安全要求 487

4.6.6 车载氢安全测试 487

4.6.7压缩氢存储条件及性能测试 491

4.6.8车载氢系统的氢兼容性测试 492

4.6.9 氢气排放测试 494

4.7 燃料电池电动汽车的环境适应性测试 495

4.7.1 低温环境性能测试 495

4.7.2 高湿测试 498

4.7.3 海拔测试 499

4.7.4 强化腐蚀测试 501

4.8 燃料电池电动汽车测试案例 504

4.8.1 燃料电池电动汽车动力性测试案例 504

4.8.2 百公里氢气消耗量和续驶里程测试案例 506

4.8.3 燃料电池电动汽车低温冷启动性能测试案例 507

4.8.4 燃料电池电动汽车噪声测试案例 511

4.8.5 燃料电池电动汽车氢气排放测试案例 512

4.9 展望 514

参考文献 515

第5章电机系统测试评价 519

5.1整体试验准备 520

5.2　电机系统一般性参数测试 521

5.2.1　电机定子绕组冷态直流电阻测试 521

5.2.2　电机系统绝缘电阻测试 523

5.2.3　电机系统耐电压测试 524

5.2.4　电机超速测试 529

5.3　基于台架的电机系统性能参数测试 529

5.3.1　电机温升测试 530

5.3.2　工作电压范围测试 531

5.3.3　电机系统输入输出特性测试 532

5.4　电机系统安全性和环境适应性测试 540

5.4.1安全性测试 540

5.4.2环境适应性测试 541

5.5电机系统可靠性测试 545

5.6 电机系统电磁兼容测试 549

5.7　测试示例 557

5.8展望 568

参考文献 568

第6章  动力电池测试评价 570

6.1　单体蓄电池试验 571

6.1.1　单体蓄电池测试平台 572

6.1.2　通用测试程序 573

6.1.2.1　预处理循环 573

6.1.2.2　标准循环 573

6.1.2.3　SOC调整方法 573

6.1.2.4　环境适应方法 574

6.1.3　基本信息检查和基本参数测量 574

6.1.4　电性能试验 576

6.1.4.1　放电容量、放电能量和能量密度 576

6.1.4.2　室温倍率充放电性能 577

6.1.4.3　荷电保持与容量恢复能力试验 578

6.1.4.4　HPPC测试 579

6.1.4.5　脉冲功率测试 581

6.1.4.6　标准循环寿命测试 582

6.1.4.7　日历寿命测试 583

6.1.4.8　室温容量测试实例 584

6.1.5　安全性试验 586

6.1.5.1　过放电试验 586

6.1.5.2　过充电试验 586

6.1.5.3　短路试验 586

6.1.5.4　挤压试验 587

6.1.5.5　机械冲击试验 587

6.1.5.6　振动试验 588

6.1.5.7　温度循环试验 588

6.1.5.8　加热试验 589

6.1.5.9　绝热温升试验 589

6.1.5.10　重物冲击试验 590

6.1.5.11　热失控试验 591

6.2　电池包/系统试验 593

6.2.1　试验测试平台 595

6.2.1.1　电池包试验测试平台 595

6.2.1.2　电池系统试验测试平台 596

6.2.2　通用测试程序 597

6.2.2.1　预处理循环 597

6.2.2.2　标准循环 597

6.2.2.3　SOC调整方法 597

6.2.2.4　环境适应方法 597

6.2.2.5　电池包/系统典型充放电工况 598

6.2.3　基本信息检查和基本参数测量 608

6.2.4　电性能试验 609

6.2.4.1　放电容量和放电能量 609

6.2.4.2　库伦效率和能量效率 610

6.2.4.3　快速充放电效率测试 611

6.2.4.4　室温倍率放电性能 612

6.2.4.5　室温倍率充电性能 612

6.2.4.6　恒定功率放电测试 613

6.2.4.7　自放电及容量和功率测试 614

6.2.4.8　开路电压OCV测试 615

6.2.4.9　HPPC测试 616

6.2.4.10　脉冲功率测试 617

6.2.4.11　功率密度测试 618

6.2.4.12　能量密度测试 619

6.2.4.13　快充倍率测试 620

6.2.4.14　EOL功率测试 621

6.2.4.15　标准循环寿命测试 622

6.2.4.16　工况循环寿命测试 622

6.2.4.17　能量密度测试实例 623

6.2.5　BMS控制方法试验 625

6.2.5.1　动态短时放电功率测试 625

6.2.5.2　动态短时回馈功率测试 626

6.2.5.3　模拟电池正向衰减 626

6.2.5.4　模拟电池反向衰减 627

6.2.5.5　SOC累积误差 628

6.2.5.6　SOC误差修正速度 630

6.2.5.7　SOP估算精度 635

6.2.5.8　SOE估算精度 638

6.2.6　BMS功能保护试验 639

6.2.6.1　过温保护 639

6.2.6.2　过流保护 639

6.2.6.3　外部短路保护 640

6.2.6.4　过充电保护 640

6.2.6.5　过放电保护 641

6.2.7　环境适应性试验 642

6.2.7.1　高温工作测试流程 642

6.2.7.2　低温工作测试流程 643

6.2.7.3　隔热试验测试流程 644

6.2.7.4　系统加热时间及温升测试 644

6.2.7.5　结露测试 645

6.2.7.6　化学液体暴露试验 646

6.2.7.7　IP67防护等级测试 648

6.2.7.8　盐雾试验 648

6.2.7.9　气密性试验 649

6.2.8　安全性试验 650

6.2.8.1　振动 650

6.2.8.2　模拟碰撞 654

6.2.8.3　挤压 655

6.2.8.4　翻转 656

6.2.8.5　跌落 656

6.2.8.6　底部球击 656

6.2.8.7　砂石冲击 657

6.2.8.8　外部火烧 658

6.2.8.9　热失控扩展 659

6.2.8.10　浸水安全 661

6.3　解析试验 662

6.3.1　基本信息解析 662

6.3.1.1　基本参数测量 662

6.3.1.2　电池类型解析 663

6.3.1.3　标称电压测量 664

6.3.1.4　实际容量测量 665

6.3.1.5　能量型/功率型区分方法 665

6.3.2　CAN通讯信息解析 665

6.3.3　传感器信号解析 666

6.3.3.1　电压信号 666

6.3.3.2　电流信号 667

6.3.3.3　温度信号 667

6.4　展望 669

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