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在滿足常規(guī)車輛測(cè)試指標(biāo)的前提下，混合動(dòng)力汽車能更好地體現(xiàn)節(jié)能減排的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和布置方式的不同，介紹了混合動(dòng)力汽車(HEV)串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式3種類型的工作原理，比較分析了混合動(dòng)力汽車4種常用的整車性能評(píng)價(jià)測(cè)試方法及試驗(yàn)內(nèi)容。從整車和部件的角度出發(fā)，列舉了混合動(dòng)力汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的性能評(píng)價(jià)測(cè)試指標(biāo)。指出混合動(dòng)力汽車在整車和關(guān)鍵零部件測(cè)試時(shí)，應(yīng)先滿足常規(guī)性能要求，然后對(duì)排放和燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的分類

混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力總成主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)／發(fā)電機(jī)、蓄電池(電容)以及變速器等。按動(dòng)力總成配置和部件的組合方式不同，HEV可以分為串聯(lián)式、并聯(lián)式以及混聯(lián)式3種類型。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力總成和純電動(dòng)力總成之間的各種組合構(gòu)造如下圖：

1.1、串聯(lián)式HEV

串聯(lián)式HEV的發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電能供給電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力滿足汽車行駛要求。蓄電池(或電容)實(shí)際上起著平衡發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和電動(dòng)機(jī)輸入功率的作用，當(dāng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率大于電動(dòng)機(jī)所需的輸入功率時(shí)，控制器控制發(fā)電機(jī)將額外功率向蓄電池充電；當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率低于電動(dòng)機(jī)所需的功率時(shí)，蓄電池則向電動(dòng)機(jī)提供額外的電能，結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示。

1.2、并聯(lián)式HEV

并聯(lián)式HEV可由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)或者各自單獨(dú)驅(qū)動(dòng)行駛。當(dāng)電動(dòng)機(jī)只是作為輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，其輸出功率可以較小，主要由發(fā)動(dòng)機(jī)提供需求功率。與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)汽車，其能量的利用率相對(duì)較高，結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示

1.3、混聯(lián)式HEV

混聯(lián)式HEV綜合了串聯(lián)式與并聯(lián)式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，如圖所示，其發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一部分通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)輸送給驅(qū)動(dòng)輪，保持較高的能量利用率；另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能則由控制策略根據(jù)汽車行駛功率的需求控制電能輸送給電動(dòng)機(jī)或蓄電池，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩通過(guò)動(dòng)力合成裝置傳送給驅(qū)動(dòng)輪。在汽車低速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)汽車高速穩(wěn)定行駛時(shí)，則以并聯(lián)工作方式為主。這種結(jié)構(gòu)能較好地實(shí)現(xiàn)汽車的各項(xiàng)性能需求，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作不受汽車行駛狀況的影響，總是在最高效率狀態(tài)下工作，實(shí)現(xiàn)了低排放及超低油耗的目的，達(dá)到較好的環(huán)保和節(jié)能效果，但此類汽車的控制技術(shù)較為復(fù)雜，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造要求較高，傳動(dòng)系布置也較為困難。

2、評(píng)價(jià)測(cè)試方法

2.1、道路測(cè)試法

道路測(cè)試法是基于整車的測(cè)試方法，通過(guò)在實(shí)際道路進(jìn)行實(shí)車測(cè)試來(lái)評(píng)價(jià)混合動(dòng)力汽車性能的優(yōu)劣。道路測(cè)試分為安全性測(cè)試、噪聲測(cè)試、動(dòng)力性測(cè)試、能耗和排放測(cè)試(車載測(cè)試)，這些測(cè)試均需要在專用試驗(yàn)場(chǎng)地上按規(guī)定的試驗(yàn)方法完成。道路測(cè)試方法比較簡(jiǎn)單、直觀，試驗(yàn)結(jié)果可以很快地評(píng)價(jià)整車性能的優(yōu)劣，為試驗(yàn)樣車的參數(shù)標(biāo)定、控制策略優(yōu)化以及新樣車的開發(fā)提供可靠的試驗(yàn)依據(jù)，但是受溫度和風(fēng)速等外界干擾因素影響較大，道路測(cè)試方法的可控性和重復(fù)性較差。

2.2、底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試法

底盤測(cè)功機(jī)試驗(yàn)也是從整車角度出發(fā)的測(cè)試方法，它首先通過(guò)負(fù)荷設(shè)定來(lái)精確模擬汽車在實(shí)際道路上的行駛阻力，從而實(shí)現(xiàn)其道路行駛阻力在底盤測(cè)功機(jī)上的再現(xiàn)，這也是底盤測(cè)功機(jī)試驗(yàn)的關(guān)鍵，將直接影響汽車的動(dòng)力性和能耗排放等性能的研究。在此基礎(chǔ)之上，參考標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)程序進(jìn)行汽車性能的測(cè)試評(píng)價(jià)，混合動(dòng)力汽車在底盤測(cè)功機(jī)上的排放試驗(yàn)。與道路測(cè)試法相比，底盤測(cè)功機(jī)試驗(yàn)?zāi)軌蚩刂剖覂?nèi)環(huán)境等可變因素，可以精確模擬多種典型行駛狀況，試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性好，但是試驗(yàn)需要昂貴的試驗(yàn)設(shè)備，這對(duì)處于研發(fā)階段的企業(yè)來(lái)說(shuō)成本較高。

2.3、臺(tái)架測(cè)試

臺(tái)架測(cè)試是把發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)／發(fā)電機(jī)、蓄電池及變速器等總成部件按照混合動(dòng)力總成布置方案安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上，利用CAN總線把臺(tái)架測(cè)試控制系統(tǒng)與整車多能源控制器和各總成部件ECU連接起來(lái)，實(shí)時(shí)測(cè)量混合動(dòng)力總成的各項(xiàng)參數(shù)，控制動(dòng)力總成的運(yùn)行狀態(tài)，并借助相關(guān)測(cè)試設(shè)備(如油耗儀、排放分析儀及電功率計(jì)等)完成動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放及噪聲等整車性能測(cè)試試驗(yàn)。并聯(lián)式動(dòng)力總成臺(tái)架能耗排放試驗(yàn)示意圖，例圖所示。

臺(tái)架試驗(yàn)受外界自然環(huán)境的限制較少，并可以使各零部件的布置不受整車總布置的限制。此外，臺(tái)架測(cè)試還可以利用不同總成部件的模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行高效率的安裝和調(diào)試，不僅減少了開發(fā)成本，而且大大縮短了混合動(dòng)力總成的研發(fā)周期。

2.4、整車模擬法

整車模擬法是在臺(tái)架測(cè)試系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，利用硬件在環(huán)仿真法(HIL)轉(zhuǎn)換測(cè)試循環(huán)來(lái)對(duì)汽車整車性能進(jìn)行評(píng)估的方法。HIL模擬的示意圖，如圖所示。

該方法首先把整車速度測(cè)試循環(huán)轉(zhuǎn)化為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)試循環(huán)，并建立電動(dòng)機(jī)／發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電池或超級(jí)電容等部分的數(shù)字信號(hào)處理(DSP)模型。根據(jù)各總成部件控制系統(tǒng)的控制信號(hào)，DSP模型模擬出汽車各總成部件的運(yùn)行狀態(tài)。在得出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一轉(zhuǎn)矩關(guān)系之后，利用發(fā)動(dòng)機(jī)的效率MAP圖來(lái)計(jì)算HEV在測(cè)試循環(huán)下的燃油經(jīng)濟(jì)性，并依據(jù)轉(zhuǎn)換的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試循環(huán)在臺(tái)架上進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)，可測(cè)量得出HEV在測(cè)試循環(huán)下的排放特性。整車模擬法是傳統(tǒng)臺(tái)架測(cè)試方法的改進(jìn)，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試工況與整車行駛工況脫離的問(wèn)題，測(cè)量精度較高。缺點(diǎn)是在采用HIL模擬中缺乏混合動(dòng)力各總成部件的標(biāo)準(zhǔn)模型，通用性較差。

3、HEV測(cè)試指標(biāo)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)程序進(jìn)行試驗(yàn)，并確定不同的測(cè)試指標(biāo)來(lái)對(duì)HEV進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。

3.1、整車測(cè)試指標(biāo)

與傳統(tǒng)汽車類似，HEV整車評(píng)價(jià)的測(cè)試指標(biāo)主要包括安全性、噪聲、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放特性等。

(1) 安全性測(cè)試指標(biāo)主要從汽車結(jié)構(gòu)和功能安全要求及故障維護(hù)等方面進(jìn)行不同項(xiàng)目的檢驗(yàn)，相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)在GB／T19751—2005標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。

(2) 噪聲測(cè)試同傳統(tǒng)汽車一樣，參照標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定方法進(jìn)行，主要包括加速噪聲、車內(nèi)噪聲、汽車定置噪聲、勻速行駛噪聲、輪胎噪聲及發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲等，車輛各種噪聲是否達(dá)標(biāo)，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中都有限值要求。

(3) 動(dòng)力測(cè)試指標(biāo)參照GB／T19752混合動(dòng)力電動(dòng)汽車動(dòng)力性能試驗(yàn)方法進(jìn)行，測(cè)試指標(biāo)包括：混合動(dòng)力模式下的最高車速、0～100km／h或0～50km／h的加速時(shí)間、30min的最高車速、爬坡車速、坡道起步能力以及最大爬坡車速；純電動(dòng)模式下的最高車速、0～50km／h的加速時(shí)間、爬坡車速及坡道起步能力。

(4) 能量消耗量測(cè)試主要包括燃油消耗和電能量消耗的測(cè)試，在測(cè)試中獲得的蓄電池的電能量消耗量要轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的油耗量，換算關(guān)系為：1L柴油大約等于3．02kW·h電量；對(duì)于混合動(dòng)力汽車能耗值的大小，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確規(guī)定，只是作為汽車定型的參考。

(5) 排放測(cè)試主要指的是對(duì)常規(guī)污染物(CO，CO，，TCH，NOx和顆粒物PM)的測(cè)量。目前，對(duì)于HEV的尾氣污染物排放限值沒有明確規(guī)定，輕型混合動(dòng)力汽車參照了傳統(tǒng)輕型汽車的排放限值，而重型混合動(dòng)力汽車的排放標(biāo)準(zhǔn)還沒有出臺(tái)，仍處于探索研究階段。

3.2、I-IEV的部件評(píng)價(jià)指標(biāo)

除了混合動(dòng)力整車測(cè)試外，還需進(jìn)行動(dòng)力總成部件的測(cè)試，主要包括電池系統(tǒng)評(píng)價(jià)、電機(jī)及其控制器的評(píng)價(jià)、發(fā)動(dòng)機(jī)性能評(píng)價(jià)等。

（1) HEV電池系統(tǒng)的檢驗(yàn)類型主要有出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)，又根據(jù)蓄電池不同的類型(主要分為鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電子蓄電池和鋅空氣蓄電池)進(jìn)行不同的評(píng)價(jià)測(cè)試項(xiàng)目(如外觀、質(zhì)量及放電容量等)

（2) 電機(jī)及其控制器的檢驗(yàn)類型主要有常規(guī)檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)，不同檢驗(yàn)類型又包括不同的評(píng)價(jià)測(cè)試項(xiàng)目，例如：常規(guī)檢驗(yàn)進(jìn)行電機(jī)空載轉(zhuǎn)速、耐電壓、噪聲、控制器過(guò)載能力及電壓波動(dòng)等項(xiàng)目，型式檢驗(yàn)進(jìn)行溫度、濕度、溫升及最高工作轉(zhuǎn)速等檢驗(yàn)項(xiàng)目。

（3) 發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力總成的主要部件，其性能的好壞在很大程度上影響了整車的評(píng)價(jià)性能，其評(píng)價(jià)測(cè)試指標(biāo)主要包括凈功率、最大功率、外特性、負(fù)荷特性、油耗、ESC或ETC下常規(guī)排放污染物的測(cè)量以及ELR煙度試驗(yàn)等。在整車控制系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、電池控制系統(tǒng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的協(xié)同作用下，HEV各個(gè)部件高效運(yùn)轉(zhuǎn)，能量得到最佳分配，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)也得到優(yōu)化并始終工作在高效區(qū)域。與常規(guī)車輛相比，在不喪失動(dòng)力性的條件下具有更好的排放效果和燃油經(jīng)濟(jì)性。因此，在對(duì)HEV進(jìn)行性能評(píng)價(jià)測(cè)試時(shí)，混合動(dòng)力總成首先在安全性和動(dòng)力性方面達(dá)到法規(guī)要求，同時(shí)各個(gè)部件也要分別達(dá)到各件測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)之上再對(duì)其排放和燃油經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定其在節(jié)能減排方面的優(yōu)劣。

4、結(jié)論

（1)和傳統(tǒng)汽車一樣，HEV整車測(cè)試和關(guān)鍵零部件測(cè)試都有相應(yīng)的技術(shù)要求，在其滿足常規(guī)性能要求

之后，再對(duì)其排放和燃油經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而確定其在節(jié)能減排方面的優(yōu)劣；

（2）由于HEV具有獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)和運(yùn)行方式，需要區(qū)別于常規(guī)車輛的測(cè)試方法。目前，適用于HEv測(cè)試技術(shù)的試驗(yàn)方法較多，國(guó)家相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)還沒有明確規(guī)定采用那種測(cè)試方法，還需要通過(guò)大量試驗(yàn)來(lái)做進(jìn)一步的研究。

（3）臺(tái)架測(cè)試設(shè)備盡可能使用高度集成化儀器；對(duì)所有測(cè)試單元之間的連線減少到最少，增強(qiáng)抗電磁干擾能力，確保系統(tǒng)精度；確保所有測(cè)量信號(hào)的同步性；現(xiàn)場(chǎng)連線簡(jiǎn)化到最少，可高效便捷的完成相關(guān)測(cè)試任務(wù)。