Internal Combustion Engine &Parts
0引言
随着汽车行业的飞速发展，混合动力电动汽车逐渐进入了人们的视野，大量混合动力汽车进入市场。混合动力电动汽车兼具纯电动车和传统燃油汽车的优点，节能并且续航能力强。重型混合动力电动汽车则是混合动力电动汽车的一种，目前城市里的很多公交车都是重型混合动力电动汽车。而汽车测试技术也是保障汽车稳定运行，安全运行的依靠。本文将介绍不同的混合动力电动汽车类型并结合国内外测试技术以及GB/T 19754近期的变化分析现阶段的汽车测试技术，以及提出测试技术新的思考。
北京电动汽车
1混合动力电动汽车分类
目前国内混合动力电动汽车的分类大体上依据工信部2010年发布的汽车行业标准QC/T 837-2010来进行分类[1]。该标准分类的角度是从动力系统机构、混合度、以及外接充电能力进行分类。相关的论文有很多，在此只进行一些简单的讨论：
从动力系统机构上混合动力汽车分为三类，分别为串联式（SHEV ）、并联式（PHEV ）以及混联式（SPHEV ），其中串联式是燃油发动机用于发电，由电动机驱动；并联式更接近于传统汽车，发动机可以直接通过机械传动系统驱动汽车，也可以由电动机驱动汽车。而混联式则是并联式结合了串联式，比并联式多了一个发电机。发动机的一部分功率传递给了驱动轮，另一部分传递给发电机用于发电。
而依据混合度进行分类在行业标准中分为微混、轻混、重混（强混）。而在车辆行业的论文以及文章中也有将混合度分为四类的，微混也常常被称为弱混。这些分类方式的依据是电机峰值功率和总功率的比值。行业标准指出：当电机峰值功率大于百分之30，且能够独立驱动汽车时，可以称为重度混合。
利用外接充电能力进行分类则是将混合动力汽车简单的分为外接充电型和非外接充电型。
值得一提的是，插电式混合动力系统的电机功率较高，比纯电动汽车略小，按照标准应该将其归于重度混合，而实际上往往分开讨论插电式混合动力汽车与普通混合动力汽车，所以重度混合动力汽车在一些文章里均代表了
重度混合的普通混合动力汽车，并未包含插电式混合动力汽车。
2重型混合动力电动汽车能耗量现有的测试方法及国家标准
2.1混合动力汽车测试方法
混合动力汽车的测试方法大体分为四种，汽车能耗量的测试方法也是依据这些方法。
这四种方法又可以大体分为两种：整车的实际测试和模拟测试。整车的测试方法包含道路测试法和底盘测功机测试法。车辆的模拟测试包含台架测试和基于台架测试的整车模拟法。[2]
2.2基于底盘测功机的测试法和道路测试法2.2.1美国SAE 测试法
美国西弗吉尼亚大学编写的SAEJ2711—2002是针对重型混合动力汽车能耗测试的试验标准，该标准重复性较强，并且从整车的角度出发进行测试。该标准提出了三种行驶循环：
Manhattan 循环：城市公交低速运行的状态。UDDS 循环：公交汽车在高速公路行驶状态。Orange 循环：公交车在CBD 等地中速行驶状态。不难看出，该试验规程推荐的行驶循环按照速度大小分为3种，较为科学的进行重型车不同工况的能耗测试。
2.2.2中国GB/T 19754-2005和GB/T 19754-2015我国的国标给出的测试方法更类似于美国SAE ，均是进行整车测试，在2005年首次提出的GB/T 19754-2005较大程度上参考了美国SAE 方法，并给出了中国典型城市循环用于测试[3]。
不可否认的是，GB/T 19754-2005如今已经不再试用，很多地方并不完善，因此我国于2015年推出了新版的GB/T 19754-2015替代旧版国标。除去部分定义以及试验程序的改进和增加的试验循环，新版国标在数据处理上的主要改动有两个，第一个是净能量改变（NEC ）的计算方法，第二个是电能量与燃油消耗量的换算方法[4]。
在净能量NEC 的计算中，老版本给出的方法是对电量的简单积分再乘以蓄电池的电压，这一方法十分
简便却常常与实际情况不符。新版本中则充分考虑了不同电池充放电效率不同的问题，在计算SOC 时考虑到了充放电的问题，利用充放电效率更准确的计算SOC 。
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—作者简介：陈正先（1999-），北京人，北京理工大学，研究方向为电
池快换技术、新能源汽车测试技术。
重型混合动力电动汽车分类与能耗测试技术
陈正先
（北京理工大学，北京100081）
摘要：本文介绍了混合动力电动汽车的技术分类及测试技术的发展，从各类混合动力电动汽车入手介绍了当前国内外对于重型
混合动力电动汽车能耗测试的方法，并且提出了测试技术未来发展的方向。通过对比GB/T 19754-2005和GB/T 19754-2015，阐述了我国测试技术的进步并分析新版国标。核心目的是通过分析现有的测试方法并结合不同的混合动力形式，提出新的看法。
关键词：混合动力电动汽车；车辆工程；汽车测试技术；重型汽车；能耗测试
不过值得注意的是，即使是在新版的GB/T19754-2015附录A中给出的常见动力蓄电池电量效率参考，并未考虑实际情况。在汽车实际行驶过程中，其充电效率通常较低，若用标准的充电效率计算很容易产生错误，因为实际充电量比理论值较小。很多时候蓄电池实际上是放电过程，但是理论计算会得到相反的结果[5]。这一点应当在未来的测试规程中予以说明。
电能量与燃油消耗量的换算方法也是新旧国标改动较大之处，旧版国标直接基于燃料热值确定了一个换算关系：1升柴油换算成3.02千瓦时的电能量。这样做明显与事实相违背，准确性较低。具体的转换办法十分复杂且很难规定，因为对于不同厂家的发电机、发动机很难给出一个确切的换算数据。新版则直接删掉了这一部分，对于不可外接充电的混合动力电动汽车，能量消耗量的结果按照NEC的相对变化量大小分为四种情况进行讨论[6]。这一部分着重参考了美国SAE方法对于试验数据的修正方法，NEC的相对变化量的定义是储能装置能量改变量乘以NEC计算节点到轮边的传动效率与循环总驱动能量之比。NEC的相对变化量的绝对值在1%以内则不必进行SOC修正；NEC的相对变化量大于5%则试验无效，其余各种情况需按照国标给出的方法进行修正或求取试验结果。对于不可外接充电的混合动力汽车，我们应该尽量让NEC的改变量为零，这样所有的动力能量来源均为发动机。对于可外接充电的混合电动汽车则分不同形式状态讨论。
这两个改变的地方极大程度的严谨了重型混合动力电动汽车的能耗测试过程，并且使规程变得更加科学，但是新版本仍有一些地方定义不明确。在新版国标公布之前，就有学者指出，在GB/T19754-2005中，在试验程序，车辆荷电状态预置中，对于不可外接充电的HEV车辆，要求SOC初始状态为正常使用的状态。这个“正常使用的状态”定义十分不明确，测试者无法区分该“正常使用状态”是车辆动力电池SOC处于厂家设定的范围还是厂家推荐的某个值[7]。不同的SOC值将会对测试产生极大的影响。而新版本中这个内容仍未进行更改。新版本在预置储能装置中车外充电这一部分，增加了明确的定义，即仅允许使用车外充电将储能装置调整到厂家规定的SOC值。在2005年的老版本中则没有说明可以调整到某一具体的值。而试验程序的车辆荷电状态预置部分关于“正常使用状态”，目前仍然没有明确的定义。
总而言之，我国现阶段的测试标准已经在逐渐的严谨化，吸取了国外标准的优点，虽然有部分地方仍然需要改善，但是目前的标准已经能够基本适用于各种重型混合动力电动汽车。
2.3台架测试和基于台架测试的整车模拟法
目前日本所采取的方法即是这两种办法，即system bench和HILS（Hardway in the Loop Simulation）硬件循环仿真法[8]。台架法类似于传统汽车台架法，即把各个总成安装在台架上，控制各总成部件ECU，实时监控各个参数，完成各项测试试验。整车模拟法就是基于台架测试法的半实物仿真，是对
台架法的延伸，适用于四轮驱动等复杂的HEV系统。它必须利用实机ECU，用于对发动机、电机等模型输入输出同装配在车辆上一样的信号，再现HEV的控制逻辑。ECU通过接口与DSP连接，HEV模型与实机ECU组合在一起测出油耗。
目前这一方法由日本提出，并且在日本使用较多，我国的重型混合动力电动汽车测试标准并未采取台架法和整车模拟法，目前ISO以及全世界也在逐渐开始讨论该方法。
国内在重型混合动力电动汽车的能耗测试中应用台架测试的并不是很多，更多的集中在乘用车或者混合动力电动汽车的动力性能测试中，现有的国标包括GB/T 18276-2017给出的汽车动力性台架试验方法和评价指标；以及一些地方性的标准比如广东省的DB44/T1487-2014电动乘用车混合动力系统性能台架试验方法。未来的重型混合动力电动汽车标准也可以依据这些已经公布的标准，进行制定台架和整车模拟法的规程。
3重型混合动力电动汽车的动力构型与能耗测试技术
目前的国家标准按照混合动力能否外接充电进行制定，分为两种测定方式。那么我们能否依据混合动力混合度的不同进行制定测试规程和评价标准？重型混合动力电动汽车的驱动类型不同导致了混合度不同，这就导致了节油率的不同，如果将不同的驱动类型按照同一种标准进行评价或测试，难免会不科学或者出现一些问题。
目前应用于重型混合动力电动汽车的驱动类型主要为ISG（Integrated Starter Generator）技术，和少部分BSG技术[9]。值得一提的是，BSG技术大多保留了启动电机和12V 的铅酸电池，在这基础上还有48V的锂电池，而这两个电池的充电均来自于发动机，虽然BSG技术的电池较小，但是在能耗测试中严格的计算是否可以忽略一块或两块电池还有待讨论，尤其是复杂的循环中反复启停的时候。ISG技术大都为单轴并联中度混合式，这其中还分为很多不同的布置方式，而现在多电机、多离合的布置方式也逐渐兴起。轮毂电机的出现也有可能带来新的驱动类型。未来的测试体系和评价方式，也应当结合混合度、驱动类型的不同给予不同的方式。比如应用BSG技术的弱混重型电动汽车，因为电池种类的不同，在计算方式上也应当有不同的方式。评价方式也应当依据混合度、驱动类型的不同，运用不同的测试评价指标。这样可以在相同混合度、相同驱动类型的车中进行横向比较。所以说，根据不同的驱动类型制定测试技术，也是未来可以考虑的发展方向。
4结语
本文介绍了国内外现有的重型混合动力电动汽车的能耗测试技术，并对比了新旧规程的不同，既肯定了新规程的科学合理之处，也指出了些许可以优化的地方以及对未来的展望。台架测试和整车模拟的方法是我国目前没有规定的，在未来或许也会加入到规程中。本文也提出了根据动力构型将能耗测试技术进行分类的设想，不同动力构
Internal Combustion Engine &Parts
0引言
柴油发动机在现今社会的使用非常广泛，如柴油发电机组、农用机械、长途货运、长途客运、工程机械、轮船、飞机，汽车中也有很大一部分采用柴油发动机，特别是施工用的皮卡，越野的SUV 等。柴油发动机具有力量大、省油、安全等优点。现在我们谈谈柴油发动机的排放。
现代社会，环境问题已经十分严峻，环保刻不容缓，而机动车排放的尾气就是大气污染的主要来源之一。必须有效控制尾气的排放，为了减小其危害，我们必须先了解机动车尾气包含什么成分，其有那些危害，造成危害的气体形成机理，最后怎么减少这些气体的排放，现今采用了那些方法。
1机动车尾气包含的主要成分
机动车发动机燃烧的燃料中汽油或柴油主要是碳氢化合物（HC ），在发动机中与空气混合燃烧产生爆炸，从废气中排出CO （一氧化碳）、HC （碳氢化合物）、NOx （氮氧化物）、PM （微粒，碳烟）、CO 2（二氧化碳）和H 2O （水）等物质。其中CO 、HC 、NOx 和PM 等具有一定的危害性。
1.1CO （一氧化碳）
一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感
觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。CO 是燃油燃烧不完全的产物，当发动机的混合气中燃油
成分大于氧气成分时会产生CO ，混合气浓度大及混合气不均匀都会使排气中的CO 增加。
1.2HC 化合物
还不清楚它对人体健康的直接危害。但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下，会产生一种具有刺激性的浅蓝烟雾，其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛红肿和咽喉炎。
尾气中的HC 就是燃油未燃烧的物质。由于混合气过浓或过稀引起的失火、混合气不均匀、燃烧室缸壁过冷造成局部缺火等原因造成部分燃油未来得及燃烧就被排放出去。汽车排放的HC 还有一部分来自燃油供给系统的泄漏。
1.3NOx
NOx 是空气中的N 2氮气与O 2氧气在发动机燃烧室的高温高压环境中形成的化合物。
NOx 由一氧化氮（NO ）和二氧化氮（NO 2）组成。NO 为无气体，当浓度增加到一定程度时，会
引起中枢神经的障碍，影响肺的功能。NO 2是带刺激性气味的褐气体，吸入人体后与水份结合生成硝酸，引起咳嗽、气喘，甚至肺气肿。在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟，即可造成人的呼吸系统功能失调。NO 2是形成地面光化学烟雾的主要成分之一。
1.4PM
PM 是柴油机（柴油机排放的颗粒是汽油机的几十倍）的主要污染物之一。因为柴油机采用压燃方式，柴油——————————————————————
—作者简介：江舸（1969-），男，湖北武汉人，毕业于华中理工大学，
本科，湖北交通职业技术学院，高级工程师，从事汽车
运用与检测方向教学。浅谈柴油发动机尾气排放与控制技术
江舸
（湖北交通职业技术学院，武汉430079）
摘要：当今社会，非常注重环保，而烧油的发动机却是大气污染排放的大户。柴油机在社会上的大量使用，注定使其尾气的排放始
终是人类关注的焦点。柴油发动机尾气排放的控制和处理技术一直在进步，本文介绍了该领域的一些先进的技术。
关键词：柴油机；尾气；排放；控制
型的重型混合动力电动汽车运用不同的能耗测试技术以
及评价标准。这一设想能否真正运用到实际测试中还需要验证，这也是未来研究应该着重的地方。我们也应该继续
积极讨论并革新重型混合动力电动汽车的能耗测试技术，来提升现有能耗测试技术的科学性以及合理性。参考文献:
[1]QC/T 837-2010，混合动力电动汽车类型[S].北京：中国标准出版社，2010.
[2]付松青，彭磊，秦孔建，乔维高，李腾腾.混合动力电动汽车测试方法[J].汽车工程师，2010（10）：49-52.
[3]GB/T 19754-2005，重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法[S].北京：中国标准出版社，2005.
[4]GB/T 19754-2015，重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法[S].北京：
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