电动汽车工程手册 第八卷 测试评价

第1章基础知识 11.1术语 11.1.1纯电动汽车相关术语 11.1.1.1 驱动、行驶装置 11.1.1.2 车身、底盘 21.1.1.3 电气装置及部件 21.1.1.4 指示器、信号装置 31.1.1.5 驱动电机系统 41.1.1.5 充电储能装置 61.1.1.6 充电机 71.1.2混合动力电动汽车相关术语 81.1.2.1动力性 81.1.2.2经济性 101.1.2.3制动性 111.1.2.4通信协议 111.1.2.5电性能测试 111.1.3燃料电池汽车相关术语 121.1.3.1通用术语 121.1.3.2质子交换膜燃料电池系统 131.1.3.3车载供氢系统 141.1.3.4燃料电池电动汽车整车系统 141.1.3.5性能试验 141.2测试基础 161.2.1测量基础知识 161.2.1.1测量的定义 161.2.1.2测量方法的分类 161.2.1.3测量误差的概念和分类 171.2.1.4测量误差分析处理 181.2.2试验设计理论 211.2.2.1基本概念与要求 211.2.2.2与试验有关的术语 211.2.2.3多因子试验设计 221.2.2.4正交试验设计 241.2.3测试系统基本特性 281.2.3.1测试系统的基本要求及性质 281.2.3.2测试装置的静态特性 291.2.3.3测试装置的动态特性 301.2.3.4动态特性试验测定法 341.2.3.5测试装置动态特性的测定 421.2.3.6不失真测量条件 461.2.4试验数据采集与处理 471.2.4.1数据采集系统设计 471.2.4.2数据采集系统的主要性能指标 491.2.4.3数据采集系统标定的概念 511.2.4.4试验数据的插值与回归处理 521.2.4.5异常数据的处理 561.2.5总线技术 581.2.5.1网络基础 581.2.5.2网络管理 621.2.5.3 CAN总线 681.3测试设备 791.3.1传感器 791.3.1.1传感器的分类 791.3.1.2传感器的应用 891.3.2纯电动/混合动力汽车测试设备 971.3.2.1动力性与经济性试验设备 971.3.2.2振动噪声试验设备 1001.3.2.3测功机 1041.3.2.4直流电源 1101.3.3燃料电池汽车专用测试设备 1121.3.3.1电功率分析仪 1121.3.3.2氢气流量计与浓度检测仪 1141.3.4零部件测设设备 1151.3.4.1电机试验测试设备 1151.3.4.2动力电池试验测试设备 1191.3.4.3燃料电池堆及系统测试专用设备 1241.4测试工况 1281.4.1工况的定义与分类 1281.4.1.1工况的定义 1281.4.1.2行驶工况分类 1281.4.2几种常用工况 1291.4.2.1 FTP-75 1291.4.2.2 HWFET 1321.4.2.3 NEDC 1321.4.2.4 WLTP 1341.4.2.5 JC08 135参考文献 137第2章纯电动汽车测试评价 1382.1　基本性能测试 1402.1.1　动力性测试 1402.1.2　经济性测试 1432.1.3　制动性能测试 1472.1.4　NVH测试 1502.1.5　电磁兼容性测试 1522.1.5.1整车骚扰源频域评价测试 1522.1.5.2电动汽车T-BOX的电磁抗扰性能测试 1532.1.5.3电动汽车卫星定位/导航系统电磁抗扰性能测试 1542.1.6　整车电平衡测试 1552.1.7　一般安全测试 1562.1.8　碰撞后安全测试 1622.2　功能性测试 1632.2.1　E/E架构测试 1632.2.1.1　高压电气架构测试 1642.2.1.2　低压电气架构测试 1642.2.2　总线测试 1652.2.3　上下电测试 1692.2.4　失效安全测试 1712.2.5　电性能测试 1742.2.6　充电功能测试 1772.2.6.1　直流充电互操作性测试 1772.2.6.2　交流充电互操作性测试 1872.2.7　远程监控功能测试 1952.3　策略性测试 1982.3.1　驱动控制策略测试 1982.3.1.1　加速踏板控制特性测试 1982.3.1.2　蠕行特性测试 1992.3.1.3　 SOC对驱动控制的影响测试 2002.3.1.4　环境温度对驱动控制的影响测试 2012.3.2　制动控制策略测试 2012.3.2.1　滑行制动策略测试 2022.3.2.2　常规制动策略测试 2022.3.2.3　再生制动协调控制策略测试 2032.3.3　热管理策略测试 2042.3.4　附件管理策略测试 2112.3.5　测试案例 2132.4　展望 220参考文献 221第3章混合动力汽车测试评价 2223.1基本性能测试 3763.1.1动力性测试 3763.1.1.1混合动力汽车动力性客观测试评价 3763.1.2经济性测试 3823.1.2.1经济性客观测试评价 3823.1.3制动性测试 4033.1.4 NVH测试 4063.1.4.1车内振动噪声测试 4063.1.4.2档位/模式切换冲击 4093.1.4.3混合动力汽车整车NVH性能的主观评价 4113.1.5电磁兼容性测试 4123.1.5.1整车感性负载时域评价测试 4123.1.5.2整车骚扰源频域评价测试 4133.1.6整车电平衡测试 4153.1.7一般安全测试 4153.1.8碰撞后安全测试 4153.2功能性测试 4153.2.1 E/E架构测试 4153.2.2总线测试 4153.2.3上、下电测试 4153.2.4失效安全测试 4153.2.5电性能测试 4153.2.6充电功能测试 4153.2.7远程监控测试 4153.3策略性测试 4153.3.1驱动控制策略测试 4153.3.1.1驾驶需求识别（加速踏板MAP 意图识别） 4163.3.1.2模式进退机制 4193.3.1.3能量分配机制 4203.3.1.4部件响应测试 4223.3.2制动控制策略测试 4243.3.3热管理策略测试 4273.3.4附件管理策略测试 4273.4实车案例展示 4273.4.1基本性能测试 4273.4.2功能性测试 4333.4.3策略性测试 4403.5展望 487第4章 燃料电池汽车测试评价 4494.1 燃料电池电动汽车动力性测试 4494.1.1 燃料电池电动汽车动力性客观测试评价 4504.1.2 燃料电池电动汽车动力性主观测试评价 4554.2 燃料电池电动汽车续驶里程及燃料经济性测试 4574.2.1 续驶里程测试 4584.2.2 氢气消耗量测试 4604.2.3 增程式燃料电池电动汽车能量消耗量测试 4634.2.4 全功率燃料电池电动汽车能量消耗量测试 4694.3 燃料电池电动汽车振动噪声测试 4704.3.1 电堆辅助系统振动噪声测试方法 4704.3.2 进气系统振动噪声测试 4724.3.3 汽车车内噪声测试 4734.3.4 市区行驶条件下车辆噪声测试 4744.4 燃料电池电动汽车冷却系统控制策略分析测试 4764.4.1 启动暖机过程控制策略测试 4764.4.2 行驶控制策略测试 4774.4.3 后冷却控制策略测试 4794.5 燃料电池电动汽车整车热管理系统性能测 4794.5.1 燃料电池电动汽车热平衡性能测试 4804.5.2 燃料电池电动汽车空调系统降温性能测试 4814.5.3 燃料电池电动汽车空调系统采暖性能测试 4824.5.4 燃料电池电动汽车空调除霜除雾性能测试 4834.6 燃料电池电动汽车的整车安全要求及测试 4844.6.1 车载氢系统安全要求 4844.6.2 燃料电池电堆/系统安全要求 4854.6.3 电气系统的安全要求 4864.6.4 功能安全要求 4874.6.5 紧急情况下的安全要求 4874.6.6 车载氢安全测试 4874.6.7压缩氢存储条件及性能测试 4914.6.8车载氢系统的氢兼容性测试 4924.6.9 氢气排放测试 4944.7 燃料电池电动汽车的环境适应性测试 4954.7.1 低温环境性能测试 4954.7.2 高湿测试 4984.7.3 海拔测试 4994.7.4 强化腐蚀测试 5014.8 燃料电池电动汽车测试案例 5044.8.1 燃料电池电动汽车动力性测试案例 5044.8.2 百公里氢气消耗量和续驶里程测试案例 5064.8.3 燃料电池电动汽车低温冷启动性能测试案例 5074.8.4 燃料电池电动汽车噪声测试案例 5114.8.5 燃料电池电动汽车氢气排放测试案例 5124.9 展望 514参考文献 515第5章电机系统测试评价 5195.1整体试验准备 5205.2　电机系统一般性参数测试 5215.2.1　电机定子绕组冷态直流电阻测试 5215.2.2　电机系统绝缘电阻测试 5235.2.3　电机系统耐电压测试 5245.2.4　电机超速测试 5295.3　基于台架的电机系统性能参数测试 5295.3.1　电机温升测试 5305.3.2　工作电压范围测试 5315.3.3　电机系统输入输出特性测试 5325.4　电机系统安全性和环境适应性测试 5405.4.1安全性测试 5405.4.2环境适应性测试 5415.5电机系统可靠性测试 5455.6 电机系统电磁兼容测试 5495.7　测试示例 5575.8展望 568参考文献 568第6章 动力电池测试评价 5706.1　单体蓄电池试验 5716.1.1　单体蓄电池测试平台 5726.1.2　通用测试程序 5736.1.2.1　预处理循环 5736.1.2.2　标准循环 5736.1.2.3　SOC调整方法 5736.1.2.4　环境适应方法 5746.1.3　基本信息检查和基本参数测量 5746.1.4　电性能试验 5766.1.4.1　放电容量、放电能量和能量密度 5766.1.4.2　室温倍率充放电性能 5776.1.4.3　荷电保持与容量恢复能力试验 5786.1.4.4　HPPC测试 5796.1.4.5　脉冲功率测试 5816.1.4.6　标准循环寿命测试 5826.1.4.7　日历寿命测试 5836.1.4.8　室温容量测试实例 5846.1.5　安全性试验 5866.1.5.1　过放电试验 5866.1.5.2　过充电试验 5866.1.5.3　短路试验 5866.1.5.4　挤压试验 5876.1.5.5　机械冲击试验 5876.1.5.6　振动试验 5886.1.5.7　温度循环试验 5886.1.5.8　加热试验 5896.1.5.9　绝热温升试验 5896.1.5.10　重物冲击试验 5906.1.5.11　热失控试验 5916.2　电池包/系统试验 5936.2.1　试验测试平台 5956.2.1.1　电池包试验测试平台 5956.2.1.2　电池系统试验测试平台 5966.2.2　通用测试程序 5976.2.2.1　预处理循环 5976.2.2.2　标准循环 5976.2.2.3　SOC调整方法 5976.2.2.4　环境适应方法 5976.2.2.5　电池包/系统典型充放电工况 5986.2.3　基本信息检查和基本参数测量 6086.2.4　电性能试验 6096.2.4.1　放电容量和放电能量 6096.2.4.2　库伦效率和能量效率 6106.2.4.3　快速充放电效率测试 6116.2.4.4　室温倍率放电性能 6126.2.4.5　室温倍率充电性能 6126.2.4.6　恒定功率放电测试 6136.2.4.7　自放电及容量和功率测试 6146.2.4.8　开路电压OCV测试 6156.2.4.9　HPPC测试 6166.2.4.10　脉冲功率测试 6176.2.4.11　功率密度测试 6186.2.4.12　能量密度测试 6196.2.4.13　快充倍率测试 6206.2.4.14　EOL功率测试 6216.2.4.15　标准循环寿命测试 6226.2.4.16　工况循环寿命测试 6226.2.4.17　能量密度测试实例 6236.2.5　BMS控制方法试验 6256.2.5.1　动态短时放电功率测试 6256.2.5.2　动态短时回馈功率测试 6266.2.5.3　模拟电池正向衰减 6266.2.5.4　模拟电池反向衰减 6276.2.5.5　SOC累积误差 6286.2.5.6　SOC误差修正速度 6306.2.5.7　SOP估算精度 6356.2.5.8　SOE估算精度 6386.2.6　BMS功能保护试验 6396.2.6.1　过温保护 6396.2.6.2　过流保护 6396.2.6.3　外部短路保护 6406.2.6.4　过充电保护 6406.2.6.5　过放电保护 6416.2.7　环境适应性试验 6426.2.7.1　高温工作测试流程 6426.2.7.2　低温工作测试流程 6436.2.7.3　隔热试验测试流程 6446.2.7.4　系统加热时间及温升测试 6446.2.7.5　结露测试 6456.2.7.6　化学液体暴露试验 6466.2.7.7　IP67防护等级测试 6486.2.7.8　盐雾试验 6486.2.7.9　气密性试验 6496.2.8　安全性试验 6506.2.8.1　振动 6506.2.8.2　模拟碰撞 6546.2.8.3　挤压 6556.2.8.4　翻转 6566.2.8.5　跌落 6566.2.8.6　底部球击 6566.2.8.7　砂石冲击 6576.2.8.8　外部火烧 6586.2.8.9　热失控扩展 6596.2.8.10　浸水安全 6616.3　解析试验 6626.3.1　基本信息解析 6626.3.1.1　基本参数测量 6626.3.1.2　电池类型解析 6636.3.1.3　标称电压测量 6646.3.1.4　实际容量测量 6656.3.1.5　能量型/功率型区分方法 6656.3.2　CAN通讯信息解析 6656.3.3　传感器信号解析 6666.3.3.1　电压信号 6666.3.3.2　电流信号 6676.3.3.3　温度信号 6676.4　展望 669参考文献 670第7章燃料电池堆与系统测试评价 6717.1测试对象 6727.1.1 燃料电池堆 6727.1.2燃料电池系统 6727.2燃料电池堆参数确认与测量 6737.3燃料电池堆安全性测试 6757.3.1气密性测试 6757.3.2绝缘电阻测试 6797.4燃料电池堆性能测试 6817.4.1极化曲线测试 6817.4.2 额定功率测试 6847.4.3峰值功率测试 6857.4.4 反应气（氢气、空气）利用率测试 6867.4.5燃料电池堆效率测试 6877.4.6操作参数对性能的影响测试 6907.4.7单电池一致性测试 6917.5燃料电池堆低温储存与启动测试 6917.5.1低温储存测试 6927.5.2低温启动测试 6937.6燃料电池堆冲击、振动测试 6957.6.1冲击测试 6957.6.2振动测试 6967.7燃料电池堆测试实例 6987.7.1基本参数测试 6987.7.2 安全性测试 6997.7.3 性能测试 7007.8燃料电池系统测试准备 7057.8.1 燃料电池系统测试条件 7067.8.2测试状态的规定 7067.8.3测量误差的规定 7077.8.4浸机及热机处理方法 7077.8.4.1 常温浸机方法 7087.8.4.2 低温（0℃以下）浸机方法 7087.8.4.3 热机方法 7087.9燃料电池系统稳态性能测试 7087.9.1 稳态特性测试 7087.9.2 额定功率特性试验 7097.9.3 峰值功率特性试验 7107.9.4 稳态性能指标 7117.10燃料电池系统起动特性试验 7127.10.1 常温起动特性试验方法 713常温怠速冷起动特性试验 713常温怠速热起动试验 714常温额定功率冷起动测试 714常温额定功率热起动试验 7157.10.2 低温冷起动特性测试 716低温怠速冷起动测试 716额定功率低温冷起动测试 7167.10.3 起动特性的评价 7177.11燃料电池系统动态特性测试 7177.11.1 动态响应特性 7177.11.2 动态循环特性 7187.11.3 动态平均效率特性测试 719燃料电池系统实际氢气耗量 720燃料电池系统能量 720燃料电池系统动态平均效率 7217.11.4 氢气排放特性测试 7217.11.4.1 稳态工况氢气排放测试 7217.11.4.2动态循环工况下的氢气排放 7227.11.4.3氢气排放的数据处理方法 722氢气排放量 723氢气排放率 7247.12燃料电池系统安全性测试 7247.12.1紧急停机功能测试 7247.12.2气密性测试 725内漏测试 725外漏测试 7267.12.3绝缘性测试 7267.13参考标准 727展望 728附录 729附录1燃料电池堆振动工况 729附表1燃料电池堆振动测试频率、强度、时间参考值 729附录2燃料电池系统循环工况 732附录3 燃料电池系统稳态性能相关数据的计算 7341燃料电池单电池理论氢气流量 7342 燃料电池堆的理论氢气流量 7353 燃料电池堆的功率 7354 燃料电池堆效率 7355 燃料电池系统功率 7366 燃料电池系统效率 7367 燃料电池堆氢气利用率 7368 燃料电池堆的氢耗率 7379 燃料电池系统的氢耗率 73710 效率和氢耗率之间的关系 73711 燃料电池堆功率因子 73812 燃料电池系统功率因子 738第8章 739充电设施测试评价 7398.1　非车载充电机测试 7428.1.1　基本结构 7428.1.2　电气性能测试 7438.1.3 安全保护功能测试 7488.1.4 电气安全性能测试 7508.1.5 气候环境测试 7528.1.6 机械强度测试 7548.1.7 电磁兼容测试 7558.1.8 温升测试 7588.1.9 IP防护测试 7598.1.10 噪声测试 7598.2　车载充电机 7608.2.1　基本结构 7608.2.2　电气性能测试 7618.2.3　安全保护功能测试 7668.2.4　电气安全性能测试 7678.2.5　气候环境测试 7698.2.6　机械强度测试 7728.2.7　电磁兼容测试 7738.2.8　耐环境测试 7748.2.9　噪声测试 7758.3　交流充电桩 7758.3.1　基本结构 7758.3.2 安全防护测试 7768.3.3　电气安全性能测试 7778.3.4 耐环境测试 7798.3.5　电磁兼容测试 7818.4　无线充电系统 7818.4.1　基本结构 7818.4.2 电气性能测试 7828.4.3　安全防护测试 7868.4.4　电气安全性能测试 7888.4.5　耐环境测试 7908.4.6　电磁兼容测试 7928.4.7 温升测试 7968.5 案例展示 7988.5.1　非车载充电机 7988.5.2　车载充电机 8028.6 展望 804参考文献： 805