《輕型乘用車混合動力總成燃油消耗量臺架測試方法》

團體標準

T/CSAExx－20xx

輕型乘用車混合動力總成燃油消耗量臺架

測試方法

Benchtestmethodforfuelconsumptionofhybridpowertrainfromlight-duty

passengervehicles

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的該標準所涉必要專利信息連同支持性文件一并附上。

20xx-xx-xx發(fā)布20xx-xx-xx實施

中國汽車工程學會發(fā)布

T/CSAExx—20xx

輕型乘用車混合動力總成燃油消耗量臺架測試方法

1范圍

本標準規(guī)定了輕型乘用車兩驅混合動力總成燃油消耗量臺架試驗方法。其他混合動力電動汽車

（HEV）動力總成燃油消耗量臺架試驗可以參考使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有

的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版不適用于本標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本

適用于本標準。

GB/T19596-2017-電動汽車術語

GB/T19753-2021輕型混合動力電動汽車能量消耗量試驗方法

GB/T19233-2020輕型汽車燃料消耗量試驗方法

GB18352.6-2016輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第六階段）

GB/T38146.1-2019中國汽車行駛工況第一部分：輕型汽車

GB4599和GB4785中界定的及下列術語和定義適用于本文件。

3術語與定義

下列術語與定義適用與本標準。

3.1

混合動力電動汽車hybridelectricvehicle；HEV

能夠至少從下述兩類車載儲存的能量裝置中獲得動力的汽車

——可消耗的燃料

——可再充電能/能量儲存裝置

3.2

不可外接充電式混合動力汽車nonoff-vehicle-chargeablehybridelectricvehicle；

NOVC-HEV

正常使用情況從車載燃料中獲取全部能量的混合動力汽車

3.3

混合動力系統(tǒng)

由電池系統(tǒng)、電機系統(tǒng)、整車控制器、發(fā)動機及其電控系統(tǒng)以及動力耦合機構形成的組合

3.4

整車控制器vehiclecontrolunit；VCU

混合動力總成控制器，采集加速踏板信號、制動踏板信號及其他部件信號，并做出相應判斷

后，控制下層的個各部件控制器的動作，可實現(xiàn)整車驅動、制動、能量回收。

1

T/CSAExx—20xx

3.5

油耗fuelconsumption

燃料消耗量。

3.6

發(fā)動機控制器enginecontrolunit；ECU

采集發(fā)動機上的各傳感器信號發(fā)送至VCU，并接收VCU指令控制發(fā)動機上的各執(zhí)行器動作，

實現(xiàn)發(fā)動機的啟停，怠速，加速和減速功能；同時具備發(fā)動機故障診斷，自學習功能的電子控制

單元。

3.7

電機控制器electricalmachinecontroller

控制動力電源與電機之間能量傳輸?shù)难b置，由控制信號接口電路、電機控制電路和驅動電路

組成。

3.8

蓄電池管理系統(tǒng)batterymanagementsystem；BMS

監(jiān)視蓄電池的狀態(tài)（溫度、電壓、荷電狀態(tài)等），可以為蓄電池提供通信、安全、電芯均衡及

管理控制，并提供與應用設備通信接口的系統(tǒng)。

3.9

測試質量

循環(huán)油耗測試質量指試驗車輛的基準質量、選裝裝備質量及代表性負荷質量三者之和，依據

GB18352.6-2016附錄C中的附件CC的定義。

3.10

REESS

充電式電量存儲系統(tǒng)，指可以重復充電的電量儲存系統(tǒng)，如動力蓄電池，輔助蓄電池等。

3.11

動力蓄電池tractionbattery;propulsionbattery

為電動汽車動力系統(tǒng)提供能量的蓄電池。

3.12

輔助蓄電池auxiliarybattery

為電動汽車低壓輔助系統(tǒng)供電的蓄電池。

3.13

荷電狀態(tài)stage-of-charge；SOC

當前蓄電池中按照規(guī)定放電條件可以釋放的容量占可用容量的百分比。

4試驗設備

4.1混合動力總成臺架功能要求

a）臺架測功機控制系統(tǒng)輸入、輸出數(shù)據更新率周期不低于500Hz；

b）負載測功機具備精確模擬不同路況的道路阻力功能，模擬的道路阻力偏差不超過1%或者

10N中的較大值，臺架可實現(xiàn)道路模式下的油門控制和車速控制，負載測功機閉環(huán)控制周期不

超過12ms。

2

T/CSAExx—20xx

c）臺架具備負載測功機轉速控制和扭矩控制模式，控制響應時間不超過5ms，控制精度要

求：轉速±1r/min，扭矩±0.4%F.S.；

d）臺架具備駕駛員模擬功能，并且可以編寫導入試驗步驟，實現(xiàn)工況自動運行；

e）臺架可采集溫度傳感器（如PT100,K型熱電偶等）信號、壓力傳感器（電壓型，CAN通訊

型等）信號、流量傳感器（電壓型，電流型等）信號和頻率信號等；

f）臺架具備CAN通訊功能，實現(xiàn)樣機和臺架通訊；

g）臺架具備電壓輸出和數(shù)字信號輸出功能，實現(xiàn)油門、制動深度和制動開關控制等；

h）臺架可集成油耗儀、排放測量設備及功率分析儀等設備，可實時通訊油耗測量，排放測量

和電功率測量結果；

i）臺架集成電池模擬器設備，可以輸入混合動力總成在整車上的動力蓄電池模型（SOC和電

壓變化MAP、SOC和電能變化MAP等），在臺架無真實動力蓄電池時，可利用該設備代替使

用。

圖1混合動力總成試驗臺架

4.2試驗儀器和設備的精度要求

試驗設備測試精度的要求見表1。

表1試驗設備測試精度要求

序號測量參數(shù)單位精確度

1車速km/h±1%

2時間s±0.1

3距離m±0.1%

4質量kg±0.5%

5溫度℃±1

6電能Wh±1%

7電壓V±0.3%FSDa或讀數(shù)的±1%b

8電流A±0.3%FSD或讀數(shù)的±1%b,c

9油耗L/100km±4%

10輪端扭矩N.m±6Nm或最大測量扭矩的±0.5%b

11輪端轉速r/min±1r/min

aFSD：最大顯示或標尺長度

b：取較大者

c：電流積分頻率20Hz或更高

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T/CSAExx—20xx

5樣件和參數(shù)要求

5.1試驗用混合動力系統(tǒng)應包括：發(fā)動機總成（包含實車進、排氣系統(tǒng)）、變速器、電池包、部分

低壓負載、低壓蓄電池、混合動力總成熱管理系統(tǒng)等。

5.2混合動力總成臺架試驗參數(shù)輸入參照表2中的基本信息。

表2混合動力總成臺架試驗所需參數(shù)

整車參數(shù)整備質量、滿載質量、半載質量、車輪半徑、車輪轉動慣量、道路阻力

動力系統(tǒng)參數(shù)電池峰值放電功率、電機峰值扭矩、電機額定扭矩、電機最高轉速、電機額定電壓、擋位速比

5.3試驗用混合動力總成為全新系統(tǒng)，按照混合動力總成技術條件要求完成磨合；

5.4試驗用混合動力總成按照實車混合動力總成安裝姿態(tài)安裝到臺架；

5.5試驗用混合動力總成的熱管理系統(tǒng)應與實車混合動力總成一致；

5.6發(fā)動機進排氣系統(tǒng)，進氣溫度、排氣背壓等條件與實車一致；

6試驗條件

6.1一般環(huán)境條件要求：

6.1.1試驗環(huán)境溫度：23±5℃

6.1.2大氣壓力：98kPa~101kPa

6.1.3相對濕度：≤95%RH

6.2信號屏蔽以及臺架發(fā)送參數(shù)

6.2.1程序信號屏蔽

a）VCU：部分BCS信號，高壓互鎖信號，碰撞信號，防盜信號等；

b）ECU：屏蔽整車防盜，其它與整車程序保持一致；

c）BMS：與整車保持一致，可能需要修改絕緣檢測周期；

d）電機控制器：與整車保持一致。

6.2.2臺架發(fā)送參數(shù)及控制

a）模擬量發(fā)送：整車油門信號，制動深度信號和制動開關等；

b）CAN信號發(fā)送：BCS車速，輪速，擋位信號和其它需要通過臺架控制的參數(shù)。

c）試驗冷卻控制：臺架冷卻風機應正對散熱器吹拂，風機風量可以跟隨混合動力總成的車速

自動調節(jié)，風機出口的風速應和仿真的進氣格柵后的風速一致，風機風速測量，風機規(guī)格和

風機擺放距離可參考GB18352.6-2016的附錄CD要求。

7試驗方法

7.1總成臺架和樣機準備

7.1.1混合動力總成必須采用整車熱管理、整車低壓負載或可替代的電子負載、道路阻力需在臺架

進行修正，具體修正方法可參考附錄A進行。

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T/CSAExx—20xx

7.1.2臺架樣機參數(shù)如試驗質量、車輪半徑、轉動慣量等需要按照整車實際參數(shù)加載，各控制器程

序應參考整車相同版本刷寫，試驗結果應注明程序版本號。

7.1.3試驗用混合動力總成依照混動總成技術條件完成磨合并換油。

7.2試驗工況中的制動回饋方式選擇

7.2.1無制動回饋模式

7.2.1.1試驗工況循環(huán)過程中，混合動力總成驅動電機無制動回饋力，減速時主要由臺架負載測功

機用機械制動。

7.2.1.2如總成自帶滑行回饋能力且有等級劃分，則應選擇最低等級的滑行回饋模式；如無等級選

擇，則選擇默認滑行回饋；如無滑行回饋能力則可忽略本步驟。

7.2.2固定制動回饋模式

7.2.2.1試驗工況循環(huán)過程中，減速階段的驅動電機制動回饋力選擇固定的目標值，和制動深度無

關，減速跟隨其余的制動力由測功機機械制動補償。

7.2.2.2將試驗工況的所有減速階段提取，計算每個減速階段的減速度，如公式（1）：

??

?=??1……………（1）

3.6×?

式中：d——減速度，單位為（m/s2）；

v1——減速開始時的最大車速，單位為（km/h）；

vi——減速結束時的最小車速，單位為（km/h）；

t——減速階段的持續(xù)時間，單位為（s）。

7.2.2.3取計算所有減速階段得到的最小值，固定的驅動電機制動回饋力目標值帶來的輪端減速效

果應等同于最小減速度。具體計算方法如下：

????1????12

????×(1.03×??)+?0+?1×()+?2×()

?=22…………（2）

???

式中：FRT——電機目標回饋力矩，單位為（Nm）；

n——驅動電機和輪端的速比；

dmin——循環(huán)工況減速階段的最小減速度，單位為（m/s2）；

TM——試驗測試質量，單位為（kg）；

f0,f1,f2——混合動力總成臺架加載的道路阻力系數(shù)，單位分別為N，N/(km/h)，N/(km/h)2。

7.2.3整車制動回饋模式

7.2.3.1試驗工況循環(huán)過程中，混合動力總成驅動電機回饋制動力變化和相同程序版本的整車一

致，減速跟隨其余的制動力由測功機機械制動補償。

7.2.3.2驅動電機制動回饋力目標可從整車試驗采集或者依據整車制動回饋力的分配策略執(zhí)行，由

臺架模擬發(fā)送。

7.2.4制動回饋模式選擇注意事項

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T/CSAExx—20xx

試驗過程中，可選擇其中任意一項或多項進行測試，試驗結果中應注明試驗選擇的制動回饋模

式和對應油耗結果。

7.3預處理和試驗前條件控制

7.3.1混合動力總成應至少進行一個試驗循環(huán)進行預處理，預處理時應同時測量REESS的充放電變

化，每個循環(huán)結束時計算相對電能變化量，當REECc＜0.04時，結束預處理。REECc按照公式

（3）計算。

|??????,?|

?????=1……..（3）

E×

?????3600

式中：REECc——預處理循環(huán)工況試驗第c個循環(huán)的相對電能變化量；

c——試驗循環(huán)序號

ΔREESS,c——預處理循環(huán)工況試驗第c個循環(huán)的相對電能變化量，單位為（Wh）；

Ecycle——循環(huán)能量需求，根據GB18352.6-2016的CA.5進行計算，單位為（W?s）。

7.3.2預處理的試驗工況選擇與正式試驗相同的工況

7.3.3預處理完成后，混合動力總成至少在23±2℃環(huán)境中放置6h到36h后方可開始試驗。

7.3.4正式開始試驗前發(fā)動機冷卻液、發(fā)動機機油和變速器潤滑油油溫應23±2℃范圍內。

7.3.5駕駛模式優(yōu)先選擇經濟模式，如無經濟模式，則選擇整車起動后的默認模式。

7.4電量保持模式試驗

7.4.1試驗室溫度控制在23±5℃，試驗過程中以不低于1Hz的頻率監(jiān)測環(huán)境溫度。如有低溫和高

溫試驗需求，可以參考GB/T19233-2020附錄A和附錄B的試驗設置環(huán)境溫度。

7.4.2試驗循環(huán)可使用WLTC循環(huán)，循環(huán)工況參考GB18352.6-2016的CA.2；或者使用CLTC-P工

況，循環(huán)工況參考GB/T38146.1-2019的附錄A。

7.4.3試驗流程

7.4.3.1總成浸置完成后，進行臺架設備點檢，確認無誤后，方可開始試驗。

7.4.3.2試驗推薦使用實車動力蓄電池，如無動力蓄電池，也可使用具備電池多階模型模擬功能的

電池模擬器代替。試驗預處理完成后，記錄此時電池模擬器的SOC值。浸車完成后，將電池模擬

器寫入預處理后的SOC值，再進行試驗工況。

7.4.3.3加載臺架參數(shù)，進入手動模式，樣機上弱電，檢查樣機和臺架通訊是否正常。

7.4.3.4起動臺架，進入道路模擬模式，臺架給出50%制動深度，掛D擋。

7.4.3.5調出自動程序的工況循環(huán)，制動深度給0，立即切入自動程序，臺架進入工況循環(huán)。

7.4.3.6試驗循環(huán)結束時，依據7.4.5.1的要求判定試驗結果是否有效，如出現(xiàn)無效結果應繼續(xù)試

驗直至出現(xiàn)有效結果為止。

7.4.4試驗注意事項

7.4.4.1循環(huán)試驗工況中，臺架運行不得中斷，任何因素導致混合動力總成臺架急停退出工況，則

本次試驗無效。

7.4.4.2試驗開始前的操作不得導致SOC值變化超過1%；同時半軸不能有轉速，避免變速器油溫

上升。

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T/CSAExx—20xx

7.4.4.3試驗過程中，用功率分析儀記錄REESS的充放電功率。

7.4.4.4試驗過程中，循環(huán)工況速度公差應滿足18352.6-2016的C.1.2.6的要求。

7.4.5電量保持模式試驗的特殊要求

7.4.5.1試驗完成后，如果試驗結果計算得到的ΔEREESS.CS<0(放電狀態(tài))，且循環(huán)修正標準c＞

0.01，則試驗結果無效。

7.4.5.2修正標準c按照公式（4）計算：

|?E|

c=REESS.CS.................................................................（4）

Efuel.CS

式中：

ΔEREESS,CS——電量保持模式試驗的儲電設備REESS電能變化量，單位(Wh)；

Efuel.CS——電量保持模式試驗消耗的燃料能量當量，單位(Wh)，其計算公式為（5）：

Efuel.CS=10×HV×FCCS,nb×dCS.............................................（5）

式中：10——單位轉換系數(shù)；

HV——燃料的熱值：汽油8.92，單位(kWh/L);

dCS——車輛電量保持模式試驗實際行駛里程，單位(km);

FCCS.nb——未經修正的整個循環(huán)的油耗儀指示燃料消耗量。

7.4.6修正燃油消耗結果計算

修正后的燃油消耗量結果依照公式（6）計算

FCfuel.CS=FCCS,nb?Kfuel×ECCS……..………（6）

式中：Kfuel——燃料消耗量修正系數(shù)，修正程序和修正系數(shù)計算方法參考GB/T19753附錄A.

ECCS——整個循環(huán)的電量消耗，單位(Wh/km).

8試驗結果記錄

8.1試驗過程中數(shù)據記錄頻率不得低于10Hz。

8.2試驗完成后，應將混合動力總成各控制程序版本號、試驗用制動回饋方式、油耗結果和修正系

數(shù)等參數(shù)記錄在附錄B《混合動力總成臺架油耗試驗結果記錄表》中。

9標準的實施

自本標準發(fā)布之日起，即可依據本標準進行混合動力總成燃油消耗量臺架試驗。

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T/CSAExx—20xx

附錄A

（規(guī)范性附錄）

混合動力總成臺架道路阻力加載修正方法

本方法適用于道路阻力系數(shù)At、Bt、Ct已經知道的情況，該道路阻力系數(shù)可以來源于整車的仿真

模擬和路試滑行數(shù)據。

A.1設定初始加載阻力

混合動力總成臺架的道路阻力控制采用系數(shù)參數(shù)控制，初始輸入的道路阻力系數(shù)為Ad、Bd、Cd,

此時臺架的道路阻力加載如下：

2

??=??+???+???

式中：Fd——混合動力總成臺架模擬的道路阻力，單位（N）；

v——混合動力總成臺架計算的車速，單位（km/h）。

初始的道路阻力系數(shù)可以依照如下方法設定：

??=0.5??；??=0.2??；??=??

A.2選擇加載阻力曲線的基準速度

本附錄中規(guī)定的基準速度應從20km/h起始，以10km/h的步長增加，最高基準速度按以下規(guī)定

確定：

A.2.1最高基準速度為130km/h，道路阻力和混合動力總成臺架的阻力設定應該在想用的基準速度

點進行；

A.2.2如果最高基準速度加上14km/h后大于混合動力總成的最高車速，則在進行混合動力總成臺

架的道路阻力設置時，應該去掉此最高基準速度，此時次高基準速度為該總成的最高基準車速。

A.3滑行試驗

通過臺架滑行試驗可計算各基準車速的道路阻力，滑行試驗方法如下：

A.3.1混合動力總成應進行預熱處理，預熱時，總成應在WLTC測試循環(huán)的90%最大車速

（118km/h）下運行至少20分鐘，直至達到穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)標準參考A.5.2

A.3.2混合動力總成依照8.2.1預熱完成后，在每次試驗前，應將總成運行至比最高基準車速高

10∽15km/h的車速，并穩(wěn)定維持至少1min后開始滑行。

A.3.3混合動力總成在滑行過程中處于空擋狀態(tài)，油門輸出為0，此時混合動力總成臺架不可施加

額外的減速度影響總成滑行。車速滑行至0后，試驗結束。

A.3.4試驗應至少重復3次，并滿足A.5.2中規(guī)定的統(tǒng)計學精度要求。

A.4試驗記錄和保存

每次滑行試驗記錄應連續(xù)進行和記錄，記錄頻率不低于10Hz，其中車速數(shù)據記錄不低于100Hz。

A.5利用滑行時間計算基準車速的道路阻力

A.5.1對應基準速度vj，應測量混合動力總成車速從（vj+Δv）滑行到車速（vj-Δv）的時間。Δv

≤5km/h

8

T/CSAExx—20xx

A.5.2滑行試驗重復多次后，結果應滿足下列方程定義的統(tǒng)計精度pj

?×??

??=≤0.03

√?×???

式中：pj——基準速度vj下測量結果的統(tǒng)計精度；

n——滑行測量的次數(shù)；

σt——標準偏差；

h——系數(shù)，由表B.1給出；

Δtj——基準速度vj的算術平均滑行時間，單位（s）。

表A.1根據n確定的系數(shù)h

nhh/√?nhh/√?

34.32.4872.50.94

43.21.6082.40.85

52.81.2592.30.77

62.61.06102.30.73

A.5.3當試驗結果滿足A.5.2中的統(tǒng)計精度后，則基準車速vj對應的道路阻力計算方式如下：

12×??

??=×(??+??)×

3.6???

式中：Fj——基準車速vj對應的道路阻力，單位（N）；

TM——混合動力總成臺架加載的試驗質量，單位（kg）；

v——混合動力總成臺架加載的旋轉慣量的等效質量，單位（kg）。

A.6迭代法

A.6.1依據A.5計算加載??曲線后滑行的各基準車速??對應的道路阻力???；依據目標道路阻力曲

22

線??=??+???+???，計算得到基準車速點的目標道路阻力為???=??+????+????；計算基

準車速的阻力差??=???-???。

2

A.6.2加載??曲線后混合動力總成臺架模擬的基準車速的道路阻力為???=??+????+????；

′

第二次臺架加載的基準車速對應阻力為???=???+??，依據最小二乘法得到此時加載的阻力曲線

′′′′2′

為??=??+???+???；在臺架上加載??曲線；

′′

A.6.3依據A.5計算加載??曲線后滑行的各基準車速??對應的道路阻力???，此時基準車速的道

′′

路阻力和目標道路阻力的阻力差??=???-???；

′′′

A.6.4第二次計算的阻力差??若滿足|??|≤10?，則臺架加載??曲線即為滿足要求的修正后的

道路阻力曲線。

′′′′

A.6.5第二次計算的阻力差??若不滿足|??|≤10?，則將??代入??，??代入??，重復A.6.2

∽A.6.5繼續(xù)計算，直到符合要求的結果出現(xiàn)為止。