轻型商用车电量平衡试验研究.pdf

学兔象ww. NIETIITI. Com
?试验测试
轻型商用车电量平衡试验研究
焦庆宏王温锐宋宁
(南京汽车集团有限公司汽车工程研究院)
摘要】汽车产品供电系统的电量平衡性能直接影响整车成本及用户使用感受。基于某款轻型商用车开发验证实
例,结合轻型商用车产品定位及使用特点,从整车电量平衡试验设定、测试要求、评价准则等方面进行论述,并针对该车
型在较大功率负载下整车电量不平衡问题提出了改进意见。
主题词:轻型商用车电量平衡整车试验
中图分类号:U463.6文献标识码:A文章编号:1000-3703(2015)02-0024-05
Testing Research on Power Balance of Light Commercial Vehicle
Jiao Qinghong, Wang Wenrui, Song Ning
(Automotive Engineering Research Institute. Nanjing Automobile Group Corporation
Abstract Power balance performance of power supply system directly affects vehicle cost and consumer feel. This
paper introduces vehicle power balance test setting, requirements, evaluation criterion based on development of a light
commercial vehicle, which considers vehicle market positioning and application characteristics. This paper also gives
some suggestions on improvement of imbalance of vehicle power under high power load
Key words: Light commercial vehicle, Power balance, Vehicle test
前言
包括以下几个方面
2.1工作温度
目前,在整车电量平衡试验及评价方面,汽车行
发电机的工作温度会对发电机内阻、电磁特性
业并无统一的标准及规范,国内企业对此方面的相
产生影响,从而导致在同样转速情况下发电机的输
关研究及成果均较少,且主要集中于乘用车产品。
出电流不同。而整车使用环境温度、发动机的散热
在商用车产品开发设计中,合理设计整车电量平衡
能力及发电机自身冷却能力均对发电机的工作温度
试验,并有效配合整车电气系统的匹配优化、评价及
有影响?。
验证,是各汽车企业的技术工作重点之一。
图1为某轻型商用车上匹配的交流发电机在环
本文在介绍影响整车电量平衡因素的基础上,
境温度为23±5℃、端电压不变的情况下,发电机转速
重点对电量平衡试验的设定、测试要求、评价准则等
方面进行研究,并结合某款轻型商用车产品开发实
与冷态和热态输出电流之间的关系。从图1可以看
例进行了说明。
出,相同转速下,冷态输出电流大于热态输出电流,
尤其在发电机额定转速6000r/min以上,冷态输出电
2影响电量平衡的因素
流比热态输出电流高出约10%。
影响轻型商用车供电系统电量平衡的因素主要
此外,轻型商用车一般匹配酸铅蓄电池,温度的
汽车技术
学兔象ww. NIETIITI. Com
?试验测试
变化对蓄电池充电电压、放电容量、电解质粘度、结运行工况及不同电气负载情况下进行。
冰点都有影响
3试验设定
100
冷态
热态
根据以上分析,为全面评价整车电量平衡性能
80
其试验设定需重点从试验温度、车辆运行工况和电
60
器负载等3个方面进行规范。
3.1试验温度
40
为了模拟车辆在极限温度下供电系统电量平衡
20
的情况,选择夏季温度高于40℃、冬季温度低于-20℃
02000400060008000
条件下进行试验。试验可在带有转毂的环境仓模拟,
转速rmin
或在实际道路上进行。
图1不同温度下发电机输出曲线
在模拟不同道路条件下供电系统的电量平衡情
蓄电池容量与温度的关系为
况时,通常选择发电机发电能力最弱的状态运行。
本文中选择低车速且车辆热负荷较大的环境下进
A(-)
行,此时发电机转速低,输出电流小。
式中,1、2为电解液的温度,一般情况下,t1为实
根据以上原则,进行电量平衡试验时,车辆可以
际温度,2为标准温度(25℃);k为容量的温度系分为怠速工况、城市道路行驶工况及坡道行驶工况
数;Cn为温度为ち时的容量;Ca为温度为2时的分别测试,如表1所示
容量。
表1试验工况
根据式(1)可知,蓄电池使用性能最佳温度是在
工况
怠速
坡道
城市道路
25℃,当温度每升降1℃时,相对容量大约升降
车辆状态
息速连续爬坡城区行驶
0.8%。
测试时间/h
2-.2发电机传动比
平均车速km~h2
0
30
交流发电机的功率-质量比随着转速的增加而
怠速工况下,车辆静止,此时发电机发电能力
增加,因此传动系统选用的传动比大约是1:2~1:3,弱,且工作环境热负荷大。
从丽使交流发电机以2~3倍于发动机曲轴的转速
城市道路工况根据车辆的目标销售区域的实际
运转。
道路行驶工况选取,也可以根据图2中的试验工况
般轻型商用车的转速变化范围较大,从息速的进行,此时发电机的平均转速低,且发电能力不断
800-900r/min到最大的4000r/min左右范围内,从图变化。
1可以看出,发电机的发电能力变化范围也较大
坡道工况时在实际道路中选择足够长的坡道,
2.3莤电池容量
或在转毂上模拟坡道的道路情况进行电平衡试验。
在轻型商用车供电系统设计时,受到整备质量此时车辆以不高于30kmh的速度匀速行驶。
和成本控制,匹配的蓄电池容量只能保证启动需求,
在车辆行驶过程中,较多处于充电状态,使整车用电
情况更加恶劣。
一,日
2.4使用特性
计10
整车电量平衡特性还受到车辆电器使用情况影
响,如运行环境、时段、驾驶员的使用习惯和法规
010203040506070
时间/
等。而车辆用电负载不同,也会对整车供电系统的
图2城市道路工况(1个试验循环
电量平衡产生影响。
3.2电器负载
综上所述,工作温度、发电机转速和用电负载等
车辆的电器负载根据使用情况不同分为3类。
因素都需要在电平衡验证过程中进行考虑。因此,
第1类是车辆行驶过程中必须使用的电器,如
对于整车电量平衡试验,需要在不同季节、不同整车发动机ECU、保证车辆正常运行的各类传感器和执
2015年第2期
25