混合动力轿车燃料消耗量检测与计算

郭昌伦

（合肥邦立电子股份有限公司）

2013年5月1日我国正式实施了《乘用车企业平均燃料消耗量核算办法》，国家要求的汽车油耗目标值较为严格，2015年需达到6.9 L/100 km，2020年需达到5.0 L/100 km。如果生产的车辆平均油耗达不到国家的要求，车企可能被限制生产或销售。发展混合动力汽车的主要目的是减少排放，降低燃料消耗量，缓解我国石油依赖高进口及国际石油紧张的压力。因此汽车生产企业及汽车用户高度关注混合动力汽车的燃料消耗量。非插电式混合动力轿车根据各种工况的需求，动力电池会自动的进行充电和放电。充放电的多少会转化成汽油的燃料消耗量，因此需要在测试汽油燃料消耗量的同时，测试电能消耗量修正系数，将电能消耗量转化成汽油消耗量，再将二者叠加，得出汽车修正后的燃料消耗量。

1 检测前的准备

汽车磨合行驶3 000 km，轮胎气压符合技术要求，车况完好，加注适量符合要求的汽油。

汽车进入专用的排放实验室，驱动轮放置底盘测功机的转鼓上，转鼓施加汽车的行驶阻力，模拟国际上公认的车辆行驶工况运行。首先，进行市区工况运行，共4个循环单元，60工况，平均车速19 km/h，理论行驶距离4.052 km，时间780 s；然后，进行市郊工况运行，市郊行驶工况共1个循环单元，13工况，平均车速62.6 km/h，理论行驶距离6.955 km，时间400 s。整个试验阶段共73工况，理论行驶距离11.007 km，时间1 180 s。具体运转循环，如图1所示。

汽车经上述预处理运行后放置于温度保持为20～30℃的室内，使发动机的润滑油和冷却液充分冷却，直到达到室温的±2℃范围内，此处理期为6～30 h。

汽车再放置底盘测功机转鼓上，连接电流传感器，将电流传感器的卡钳夹在动力电池的正极或负极线上，测量动力电池的电线电流。电流传感器输出电流采样频率设置为20次/s，测量的电流随时间积分，得出电量平衡值（Q）。

2 试验阶段

试验按预处理相同的运转循环进行，试验时有4个采集袋，分别在市区和市郊工况运行，开始与结束之间收集汽车排放的HC，CO，CO2含量以及实验室内空气中的HC，CO，CO2含量。按轻型汽车污染物测量方法校正计算出汽车排放的HC，CO，CO2含量。试验同时测出Q。

上述试验进行6次，6次试验中至少包括一个Q<0和至少一个Q>0的测量。

3 燃油消耗量计算

基于物质守恒定律，汽油是以C，H，O化合物为主要成分的混合物，燃烧生成 CO，CO2，HC，H2O等，其燃烧产物中的C元素均来自汽油，只要测出单位里程内汽车尾气中的CO，CO2，HC中的C含量，再与单位体积汽油中的C含量相比，即可得到燃料消耗量。按照GB/T 19233—2008的计算方法，利用测得的CO，CO2，HC排放量，以碳平衡法计算燃料消耗量，如式（1）所示。

式中：C——汽油燃料消耗量，L/100 km；

D——标准状态（20℃，100 kPa）汽油的体积质量，kg/L。

m（HC），m（CO），m（CO2）——测得的HC，CO，CO2排放量，g/km。

4 电能消耗量修正系数

根据测出的6次Q，按式（2）计算电能消耗量修正系数。

式中：K——电能消耗量修正系数，圆整到4位有效数字，（L/100 km）/A·h；

Ci——第i次测得的燃油消耗量，L/100 km；

Qi——第i次测量电量平衡值，A·h，正值表示汽车向动力电池充电，负值表示动力电池放电。

5 修正后的燃料消耗量计算

利用汽油燃料消耗量测量值和电能消耗量修正系数计算修正后的燃料消耗量，即Q=0时所对应的燃料消耗量，即是该汽车的综合燃料消耗量。

式中：FC——修正的燃料消耗量，L/100 km；

6 结论

目前申报汽车产品准入以及车辆出厂通过电能消耗量修正系数的计时燃料消耗量标识的油耗值均为实际汽油消耗量，汽车制造厂家在试验前均把动力电池充满电，试验时动力电池放电，产生电能消耗量，与实际使用时既有充电也有放电，总电能消耗平衡的差异较大，没有实际意义。国家为了鼓励使用新能源汽车，减少碳排放、节省汽油燃料，暂时允许按实际汽油消耗量来评价。2020年后，国家应该执行电能转化修正后的燃料消耗量评价指标。它是衡量非插电式混合动力轿车经济性的重要指标，是该车真实的燃料消耗量。

知识需要反复探索，土地需要辛勤耕耘。

——尼泊尔谚语

读不在三更五鼓，功只怕一曝十寒。

——郭沫若