本文為在中國汽研舉辦的“2019第二屆新能源汽車測試評價技術國際論壇”上，美國西南研究院（SwRI）高級項目經理Michael Joo博士帶來的《新能源汽車對標以及系統能量流測評》。  

圖1 豐田普銳斯混合動力系統

混合動力測試評價與常規動力總成測試評價存在較大差異，其主要原因在于混合動力系統的組成更為復雜，包含純電驅動系統、發動機，同時還搭載專用的傳動系統，空間布置緊湊。因此，僅對電驅動系統、發動機進行測試還不夠，而且分割進行單體測試也難以實現，必須融合、集成地進行一體化測試評價。

以豐田普銳斯為例介紹新能源汽車對標以及系統能量流測評的工作流程及內容，主要分為4個任務。

任務1：整車基礎性能測試。包括NEDC、WLTC等常規循環測試（含排放及能耗水平），測試過程中對整車安裝的直接測量傳感器及網關總線信號進行同步、高頻、瞬態采集，以便于分析相應的控制策略。圖2中為發動機在不同循環下的工作點分布情況，整車控制策略會使發動機工作在高效區，體現與常規發動機的區別。

圖2 發動機工作點分布

任務2：整車能量流測試。系統能量流如圖3所示，通過在發動機、電驅動系統、車橋/半軸等關鍵部件前后安裝傳感器，實時監測瞬態機械功率流、電功率流、液流等的能量及部件效率。其中，針對機械功率流，在發動機飛輪端定制了扭矩測量系統，涉及對飛輪進行改裝，植入了測量儀器，需特別注意布點位置以及絕緣設計。

圖3 系統能量流方案

任務3：發動機MAP測試。區別于發動機單體全MAP測試，僅包含控制系統控制發動機實際運行的工作區域。測試過程中發現：一些OEM不會在發動機未運行區域進行精細化標定，只會保證發動機在此區域能正常運行，因此，在未運行區域的相關研究可能是沒有任何收獲和意義。

混合動力搭載的發動機為專用發動機，每個發動機都有各自的特點，需要個性化的方法去衡量它們的特征。豐田普銳斯發動機獨特的EGR系統如圖4所示，2ZR-FXE發動機在各氣缸均有獨立的EGR通道，通過在進氣口上游引入EGR以減小各缸差異。進氣歧管內EGR與空氣未進行充分混合，因此不能用行業標準CO2平衡法測定EGR率；而通過介入式直接測量會影響EGR流量，改變其特性。因此，采用測量2張MAP及控制參數，通過計算獲取EGR率。其中，測量第一張MAP時EGR閥的位置以及其他控制參數均與實際情況一致；而測量第二張MAP時關閉EGR閥，其他控制參數與EGR閥開啟時的條件一致；最終利用相同速度下的空氣流量和MAP計算得到發動機的EGR率。

圖4 豐田普銳斯EGR系統

任務4：摩擦分解測試。摩擦分解測試流程如圖5所示，在發動機臺架上，通過逐級拆解發動機的各個組件，并在不同油溫下測試摩擦阻力，通過計算得到各個對應部件的摩擦阻力。其中，活塞環的摩擦阻力是發動機摩擦的主要組成之一，其主要原因是在于活塞環外圈壓力，如果外圈太過“僵硬”將會導致摩擦增加。因此，在測試的時候，通過對發動機缸內進行加壓，模擬發動機燃燒壓力，測量實際的摩擦損失。

圖5 摩擦分解流程及活塞環摩擦損失測試方法

經過多年探索，美國成立了一個統一的對標組織聯盟，一次對標測試組織多家OEM參與，測試成果共享，節省時間及費用。在中國每年在對標測試中存在大量的重復工作及資源占用，中國可以成立一個對標組織，制定對標計劃，并組織OME參與，減少資源浪費。

圖7 美國對標聯盟

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