重型车用增程器台架测试研究

李浪 万方赢 鲁守卿

摘要：增程式电动车的工作原理，就是在纯电动车上再搭载一台增程器，当电池续航不足时，通过增程器发电，提供能量给驱动电机或动力电池，满足车辆继续行驶需求。增程器是由发动机与发电机组成的，目前国内不仅有小排量汽油机，而且有大排量柴油机作为增程器的发动机。在开发增程器过程中，需要做大量的前期标定及测试。由于增程器试验中不仅要测量发动机运行的监控参数，还需要测量电机、电机控制器的电参数，同时测试臺架还需控件增程器，因此传统的发动机试验台架无法胜任。为了更好地开展增程器的性能及可靠性开发试验，需将传统的发动机试验台架进行必要的改造。本文主要介绍如何改造传统的发动机试验台架，满足增程器的台架试验开发要求。

关键词：重型车;增程器;台架测试

1 试验对象及测试设备

试验对象及测试设备见表1和表2。

2 增程器的测试要求

发动机试验台架能满足增程器中发动机测试，但还需要发电机测试的要求。主要从两个方面来改造，一是增加发电机测试附属设备，主要包括电池模拟器、电机冷却器、功率分析仪;二是实现台架系统与RCU、功率分析仪的CAN通信。

根据此次试验测试对象，选取合适的电池模拟器和功率分析仪。电池模拟器主要是模拟动力电池的充放电过程，在增程器的试验中主要是吸收增程器发出的电能，同时当发动机启动时，给电机提供电能带动发动机启动。功率分析仪主要采集发电过程中发电机输出和电池模拟器吸收的电功率，分析电能转换过程中的效率。

当所有设备就位后，主要工作为调设备间的CAN通信，在台架控制软件中编写RCU、功率分析仪驱动程序。其包括控制、数据采集及状态参数显示等。

3 台架总体架构

图1中电机到电机控制器、电机控制器到电池模拟器的粗体连线为高压电力线，其他虚线为采集和通信线路。台架控制系统设定中冷温度、循环水冷却温度，并向RCU发送发动机需求转速和转矩。

台架控件系统同时采集发动机运行时的温度、压力、燃油消耗量数据，RCU反馈的发动机、电机及电机控制器的数据，以及功率分析仪采集的电压、电流、电功率数据，并以1 Hz的频率记录所有数据。

4 试验测试

此增程器采用特殊工况点运行策略，分别为：怠速、效率最高发电点、标定发电点、峰值发电点、最高转速标定发电点、最高转速峰值发电点，如图2。直流侧最大发电功率为120 k W，峰值发电功率为95 k W。最高发电效率为4 k Wh/L，标定发电点和效率最高发电点的发电效率最高，怠速的发电效率最低。

5 总结

发动机台架增加电池模拟器、功率分析仪和电机冷却器，改造出满足增程器测试验台架。通过组建CAN通信网络，实现控制增程器及采集所有参数的功能。通过硬件和软件的改造，在传统的发动机试验台架上完成一款重型车用增程器的性能开发及验证。

参考文献：

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