重型車用增程器臺架測試研究

李浪 萬方贏 魯守卿

摘要：增程式電動車的工作原理，就是在純電動車上再搭載一臺增程器，當電池續航不足時，通過增程器發電，提供能量給驅動電機或動力電池，滿足車輛繼續行駛需求。增程器是由發動機與發電機組成的，目前國內不僅有小排量汽油機，而且有大排量柴油機作為增程器的發動機。在開發增程器過程中，需要做大量的前期標定及測試。由于增程器試驗中不僅要測量發動機運行的監控參數，還需要測量電機、電機控制器的電參數，同時測試臺架還需控件增程器，因此傳統的發動機試驗臺架無法勝任。為了更好地開展增程器的性能及可靠性開發試驗，需將傳統的發動機試驗臺架進行必要的改造。本文主要介紹如何改造傳統的發動機試驗臺架，滿足增程器的臺架試驗開發要求。

關鍵詞：重型車;增程器;臺架測試

1 試驗對象及測試設備

試驗對象及測試設備見表1和表2。

2 增程器的測試要求

發動機試驗臺架能滿足增程器中發動機測試，但還需要發電機測試的要求。主要從兩個方面來改造，一是增加發電機測試附屬設備，主要包括電池模擬器、電機冷卻器、功率分析儀;二是實現臺架系統與RCU、功率分析儀的CAN通信。

根據此次試驗測試對象，選取合適的電池模擬器和功率分析儀。電池模擬器主要是模擬動力電池的充放電過程，在增程器的試驗中主要是吸收增程器發出的電能，同時當發動機啟動時，給電機提供電能帶動發動機啟動。功率分析儀主要采集發電過程中發電機輸出和電池模擬器吸收的電功率，分析電能轉換過程中的效率。

當所有設備就位后，主要工作為調設備間的CAN通信，在臺架控制軟件中編寫RCU、功率分析儀驅動程序。其包括控制、數據采集及狀態參數顯示等。

3 臺架總體架構

圖1中電機到電機控制器、電機控制器到電池模擬器的粗體連線為高壓電力線，其他虛線為采集和通信線路。臺架控制系統設定中冷溫度、循環水冷卻溫度，并向RCU發送發動機需求轉速和轉矩。

臺架控件系統同時采集發動機運行時的溫度、壓力、燃油消耗量數據，RCU反饋的發動機、電機及電機控制器的數據，以及功率分析儀采集的電壓、電流、電功率數據，并以1 Hz的頻率記錄所有數據。

4 試驗測試

此增程器采用特殊工況點運行策略，分別為：怠速、效率最高發電點、標定發電點、峰值發電點、最高轉速標定發電點、最高轉速峰值發電點，如圖2。直流側最大發電功率為120 k W，峰值發電功率為95 k W。最高發電效率為4 k Wh/L，標定發電點和效率最高發電點的發電效率最高，怠速的發電效率最低。

5 總結

發動機臺架增加電池模擬器、功率分析儀和電機冷卻器，改造出滿足增程器測試驗臺架。通過組建CAN通信網絡，實現控制增程器及采集所有參數的功能。通過硬件和軟件的改造，在傳統的發動機試驗臺架上完成一款重型車用增程器的性能開發及驗證。

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