世界现有工况情况全解.docx

一、世界现有工况情况一、世界现有工况情况车辆在道路上的行驶状况可用一些参数（如加速、减速、匀速和怠速等）来反应，对这种 运动特征的调查和解析，绘制出能够代表车辆运动状况，表达形式为速度--时间的曲线， 即为车辆形式工况图 行驶工况分类： 按行驶工况构造形式分为：以美国工况 FTP-75 为代表的实际行驶工况（瞬态工况） ；以欧洲工况 ECE+EDUC 为代表的合成行驶工况（模态工况） 按行驶工况的使用目的分为： 认证工况：由权威部门颁布，具有法规效用；通用的评价标准，认证工况范围宽，对低于、 、地域针对性不强，是一种由大量真实道路工况合成出的具有代表性的工况如：日本的 10.15 工况、欧洲经济委员会的 ECE-R15 工况、美国联邦城市及高速公路循环 CSC- C/H，我国的城市客车四工况循环等 研究工况：研究工况对车辆的影响比认证工况严厉，在车辆设计开发过程中，为了满足研 究需要，有地方型或城市型的代表性车辆行驶工况研究这种工况在速度区间分布上，研 究工况范围窄，需要考虑极端的情形很多地区和典型城市有各自的“实际行驶工况”，如 纽约城市工况、纽约公交车工况、北京市公交车工况等 I/M 工况：用于车辆的排放测试，操作时间短，一般不超过 10 分钟。

世界范围内车辆排放测试用行驶工况分为 3 组：美国行驶工况（USDC） 、欧洲行驶工况 （EDC）和日本行驶工况（JDC） 美国 FTP（联邦认证程序）为代表的瞬态工况 （FTP72）和 ECE 为代表的模态工况（NEDC）为世界各国采用 A．美国行驶工况 美国行驶工况种类繁多，用途各异，大致包括认证用(FTP 系)、研究用(WVU 系)和短工况 (I／M 系)3 大体系，广为熟知的有联邦测试程序(FTP75)、洛杉矶 92(LA92)和负荷模拟 工况(IM240)等行驶工况 1、乘用车和轻型载货汽车用行驶工况 （1）1972 年美国环保局(简称 EPA)用作认证车辆排放的测试程序(简称 FTP72，又称 UDDS)FTP72 由冷态过渡工况(0“505s)和稳态工况(506 1370s)构成2）1975 年在 FTP72 基础上加上 600s 热浸车和热态过渡工况(重复冷态过渡工况) 4 个阶段构成 FTP75，持续时间 2475s3）考虑了道路变化的 US06、车辆开空调满负荷运行的 SC03 等，作为 FTP 的补充工 况，形成 SFTP(Supplement．FTP)4）而被 EPA 用于乘用车高速公路燃油经济性测试的循环(HWFET)，由于道路坡度对于 车辆油耗的影响，还开发了可变坡度的循环 HWFET-MTN。

除了上述工况外，尚有以下几个研究成果 ①具有更高的最大速度和平均速度、较少的怠速运行时间和停车次数／英里，以及更高的 最大加速度的 LA92(洛杉矶 92) ARB02 由 CARB(加州环保署)开发的基于跟踪车辆的工况研究，它包括冷启动和行程结 束部分，目的是测试车辆的实际操作研究结果则超出了 FTP72 的排放消减量③HL07EPA 协同汽车制造商开发的发动机循环，目的是测试车辆在超出一定速度范围情 况下的一系列加速能力；在这种加速情形下大多数车辆必须全开油门其用于在各种速度 层级的开发和修正美国现有工况循环 ④针对未被 FTP 循环描述和覆盖的车辆运行工况区域，开发了一些工况循环如代表驾驶 工况的 REP05(RepFTP 之外)；根据启动状况研究的 REM01(Remainder)循环它们以 速度和加速度为目标，注重研究更加细致的瞬态变化效果 (2)重型车用行驶工况 重型车辆的研究近年来有侧重于瞬态工况方面的趋势 BAC 被推荐作为测试重型车燃油经济性的操作规程(SAEJ1376) （仅找到 SAEJ227a 的图）CBDl4 是商业中心区域车辆测试循环，也是 BAC 复合测试循环的一部分，运用 14 个相 同的循环模拟公交车停车——运行的驾驶模式。

CBDl4 近似于 CBDBUS 循环，但是时间 步长可变 其它还有用于货车的 CBDTRUCK 循环、城郊通勤往返测试的 COMMUTER 循环 比较著名的还有市内测功机测试循环(UD-DSHDV)：模拟重型汽油机市内区域的操作，运行长度为 1060s，33％为怠速、平均速度 30．4km／h，并用于燃油蒸发排放测试 纽约城市循环(NYCC)则更是代表了市内区域道路大型车辆的运动工况它们作为 FTP 标 准工况被广泛应用 除了用于底盘测功机的工况外，对于重型车辆，还有使用在发动机台架上的代表性工况， 它用发动机转速和转矩计算的车辆特性(最大功率比率、最大转矩)来描述测试工况循环 包括一套稳定的按照发动机转速和转矩(欧洲和日本规则)定义的操作事项，或者是同时以 瞬时发动机速度——转矩指示(美国规则)的“瞬态“循环 B．欧洲行驶工况 用于在底盘测功机上认证轻型车排放的 EDC，在欧洲又称为 MVEG2A，现发展成为新 EDC(NEDC)在该循环里局部循环速度是恒定的，是一种稳态工况包括市内(ECEl5)、 市郊(EUDC)或市郊低功率车(EUDCL)ECEl5 是一个包括 4 个代表市区驾驶状况的运转循环(Urban-DC)，具有低速、低负荷和 低排气温度的特性。

1992 年开发了代表高速行驶工况的 EUDC 或 EUDCLOW 片段，在 ECEl5 基础上增加 1 个 EUDC 或 EUDCLOW，就构成 ECE+EUDC 新欧洲运转循环(简称 NEDC)持续时间为 1220s，平均速度为 32．12kn 曲，最大加速 度为 1．06m／s2欧洲 ECERl5．4 所采用的运转循环，针对手动和自动挡车辆就考虑 了这种差异的行驶距离和平均速度分别为 4．06kin 和 18．7km／h 以及 3．98kin 和 18．4km／h这种循环模态循环，并不能代表真实的驾驶状况，存在着相当的局限性当欧洲循环被认 为不充分时，研究人员确认 FTP72 循环能相对较好地满足欧洲城市的平均交通状况 出于开发新型动力车辆的需要，欧洲基于 BRITEEURAMHYZEM 项目开发了一组称之为 HYZEM 循环的实际行驶工况，它属于瞬时循环HYZEM[12】包含了市内循环、市郊循 环和高速循环比标准的欧洲循环更能代表驾驶条件相对于模态循环，其稳定速度部分 要少很多平均速度 40．4kngh，停车次数 O．69 次／kin，平均加速度 0．71rigs2， 最大加速度 1．3 州 s2。

尚未被官方所采用，但已被各种研究广泛使用 C．日本行驶工况 与欧洲行驶工况相似，日本工况也属于模态工况 在 1976 年之前，日本一直采用 10 工况(10mode)来模拟市内行驶工况，重复 6 次，对 后 5 次取样，即所谓热启动1976 年度以后生产的车型，采用 1lI 况，从冷启动开始，重复 4 次循环，对全过程采样， 行驶距离和平均速度分别为 4．08km 和 30．6km／h 1991 年 11 月，采用了 10．15 工况，由 4 个 10 工况和 1 个 15 工况构成虽然 10．15 工况并未成为国际工况，但行驶工况的研究在日本仍得到持续和深入D、国内城市客车工况循环介绍 在法规采用的行驶工况中，我国现行的 GBl8352．2——2001《轻型汽车排放污染物测 试方法》和 GBfr1 8368——200l《电动汽车一能量消耗率和续驶里程一试验方法》都是 基于 ECEl5 工况的GBfT12545——200l《乘用车辆燃料消耗量试验方法》中模拟城市 工况循环燃料消耗量试验也使用 ECEl5I 况 与先进发达国家相比，我国对研究用汽车行驶工况方面的研究工作开展得较晚，真正意义 上的开展主要集中在一些高校、研究所或大城市。

二、计算转矩和功率 当已知电动汽车的运行的速度时间图像，计算出加速度曲线，我们根据电动汽车的动力系 统模型计算出电动汽车的转矩和转速的曲线 具体如下： 电动汽车阻力方程： 其中 为轮胎滚动摩擦阻力； 为空气阻力； 汽车行驶时的驱动力方程： 其中 为旋转转换算力； 为由于车轮等旋转部件的转动惯量引入的校正因子 则转矩和功率的方程为：当车辆爬坡时的方程式：其中 为整车质量； 为轮胎半径； 为重力加速度； 为车辆前部迎风面积； 为滚动阻力系 数，与轮胎压力成正比； 为旋转质量换算系数； 为车辆及速度； 为车速； 为车前风速；为空气阻力系数，一般为 0.2~0.3。