《混合动力汽车用变速器效率台架试验方法》

T/CSAExx—20xx

混合动力汽车用变速器效率台架试验方法

1范围

本文件规定了混合动力汽车用变速器机械效率、系统效率及工况效率的试验方法。

本文件适用于并联式、串联式和混联式的混合动力变速器系统。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）

GB/T19596电动汽车术语

GB/T38146.1-2019中国汽车行驶工况第1部分：轻型汽车

3术语和定义

GB/T19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

混合动力变速器hybridtransmission

混合动力电动汽车使用的变速器，变速器具有至少两种动力输入，通常为内燃机和电机。

3.2

串联式混合动力变速器seriesmodehybridtransmission

串联式混合动力电动汽车所使用的变速器。

3.3

并联式混合动力变速器parallelmodehybridtransmission

并联式混合动力电动汽车所使用的变速器。

3.4

混联式混合动力变速器series-parallelmodehybridtransmission

混联式混合动力汽车电动汽车所使用的变速器。

4试验环境条件

1

T/CSAEXXXX—XXX

试验应在室温下进行，试验过程中应记录试验环境温度和湿度。

5机械效率试验

5.1台架设备要求

5.1.1台架需要具备润滑油温度控制装置，温度控制精度±2℃，测量精度±1℃。

5.1.2台架扭矩控制精度±0.4%FS，测量精度±0.1%FS；转速控制精度±5r/min，测量精度±1r/min。

5.1.3台架需要具备同步记录转速、扭矩和温度的功能，并且记录频率不小于10Hz。

5.1.4台架关键测量设备量程选择，应满足试验工况中的最大测量值落在设备量程的75%⁓100%之间。

5.2试验样机要求

5.2.1样机在试验前应按照厂商要求进行磨合，或按照5.3磨合工况。

5.2.2样机加注油量需与设计要求保持一致。

5.2.3对于使用永磁电机的样机，永磁电机中永磁体应不充磁或做退磁处理，退磁后永磁电机的磁阻应

对机械效率不构成影响。

5.2.4可对样机进行改制使得台架电机可以对驱动电机或发电电机进行驱动，相关改制应不对效率造

成影响。

5.2.5样机安装角度应与整车安装角度保持一致。

5.2.6样机有使用离合器或制动器装置时，其控制策略应与整车保持一致。

5.2.7样机有使用电子油泵或其他可变流量的润滑冷却装置时，应保证试验过程中变速器的润滑冷却

流量与整车保持一致。

5.2.8在样机上安装温度传感器进行润滑油温度测量，测量点应选取样机油底壳处进行测量。

5.3磨合试验工况

若厂商未提供磨合要求，在试验前可按照表1进行磨合。若发动机可以使用多个挡位进行驱动时，

则每个挡位都需磨合。若驱动电机可以使用多个挡位进行驱动和回馈时，则每个挡位都需磨合。磨合过

程中油温不得超过最高许用油温，磨合结束后可根据厂商要求确定是否更换润滑油。

表1机械效率磨合工况

运行模式转速扭矩时间

驱动电机直接驱动30%驱动电机最高转速30%驱动电机最大扭矩2h

驱动电机直接驱动30%驱动电机最高转速-30%驱动电机最大扭矩2h

发动机直接驱动30%发动机最高转速30%发动机最大扭矩2h

发电机充电工况30%发电机最高转速-30%发电机最大扭矩2h

5.4驱动电机直接驱动状态下机械效率试验工况

5.4.1试验时样机润滑油温度为（30±2）℃、（60±2）℃、(90±2)℃，或选择实际工作中常用润滑

油温度。

5.4.2从驱动电机转速500r/min开始，步长500r/min进行取点，直至驱动电机最高转速。若转速点对

应的车速超出整车最高车速，则不需要测量，并测量最高车速对应的转速点。

5.4.3驱动状态下，在各转速下取5%，10%，15%，20%，25%，40%，60%，80%，100%该转速下最大扭矩

进行测量。

2

T/CSAExx—20xx

5.4.4反拖状态下，在各转速下取5%，10%，15%，20%，25%，40%，60%，80%，100%该转速下最大扭矩

进行测量。

5.4.5若有设计扭矩限制，则扭矩点选择不应超出该限制值。

5.4.6若驱动电机不具备反拖功能，则不需要对反拖工况进行测量。

5.4.7若驱动电机可以使用多个挡位进行驱动或反拖，则每个挡位都需要进行相应的测试。

5.4.8每个测量点，稳定5s后，测量3s并取其平均值。

5.5发动机直接驱动状态下机械效率试验工况

5.5.1若被测混合变速器实际使用中不存在该工况，则不需测量。

5.5.2试验时样机润滑油温度为（30±2）℃、（60±2）℃、(90±2)℃，或选择实际工作中常用润滑

油温度。

5.5.3从发动机转速1000r/min开始，步长500r/min开始取点，直至发动机最高转速。若转速超出系

统最高转速，则不需要测量，并测量系统最高转速点。

5.5.4在各转速下均匀取不少于5个扭矩点进行测量，应包含发动机的最大扭矩点。

5.5.5若有设计扭矩限制，则扭矩点选择不应超出该限制值。

5.5.6若发动机可以使用多个挡位进行驱动，则每个挡位都应进行测试。

5.5.7每个测量点，稳定5s后，测量3s并取其平均值。

5.6发电机充电状态下机械效率试验工况

5.6.1试验时样机润滑油温度为（30±2）℃、（60±2）℃、（90±2）℃，或选择实际工作中常用润

滑油温度。

5.6.2从发动机转速1000r/min开始，步长500r/min开始取点，直至发动机最高转速。若转速超出系

统最高转速，则不需要测量，并测量系统最高转速点。

5.6.3在各转速下均匀取不少于5个扭矩点进行测量，应包含发电机的最大扭矩点和额定扭矩点。

5.6.4若有设计扭矩限制，则扭矩点选择不应超出该限制值。

5.6.5每个测量点，稳定5s后，测量3s并取其平均值。

5.7驱动电机直接驱动和发动机直接驱动下的机械效率计算方法

驱动状态机械效率计算见公式（1），反拖状态机械效率计算见公式（2）。

푀퐿×푛퐿+푀푅×푛푅

휂퐷푟푖푣푒=×100%......................................(1)

푀퐼×푛퐼

푀퐼×푛퐼

휂퐷푟푖푣푒푛=×100%......................................(2)

푀퐿×푛퐿+푀푅×푛푅

式中：

휂퐷푟푖푣푒—驱动状态下的机械效率；

휂퐷푟푖푣푒푛—反拖状态下的机械效率；

푀퐿—变速器左输出端扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛퐿—变速器左输出端转速，单位为转每分（푟/푚푖푛）；

푀푅—变速器右端输出扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛푅—变速器右输出端转速，单位为转每分（푟/푚푖푛）；

푀퐼—变速器输入端扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛퐼—变速器输入端转速，单位为转每分（푟/푚푖푛）。

3

T/CSAEXXXX—XXX

5.8发电机充电状态下的机械效率计算方法

发电机充电状态下的机械效率计算见公式（3）。

푀퐺×푛퐺

휂퐺푒푛푒푟푎푡푒=×100%......................................(3)

푀퐼×푛퐼

式中：

휂퐺푒푛푒푟푎푡푒—发电机充电状态下的机械效率

푀퐺—发电机端扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛퐺—发电机端转速，单位为转每分（푟/푚푖푛）；

푀퐼—变速器输入端扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛퐼—变速器输入端转速，单位为转每分（푟/푚푖푛）。

6系统效率试验

6.1台架设备要求

6.1.1台架需要具备润滑油温度控制装置，温度控制精度±2℃，测量精度±1℃。

6.1.2台架需要具备水恒温装置用于对电机控制器或电机进行冷却，水流量控制精度1L/min，温度控

制精度±2℃，测量精度±1℃。

6.1.3台架需要具备高压电源，电压控制精度±1V。

6.1.4台架需要具备电流电压测量装置，电压测量精度0.3%FS，电流测量精度0.3%FS，推荐使用功率

分析仪进行测量，电压测量点应尽可以靠近电机控制器。

6.1.5台架扭矩控制精度±0.4%，测量精度±0.1%；转速控制精度±5r/min，测量精度±1r/min。

6.1.6台架需要具备同步记录转速、扭矩、电流、电压等参数的功能，并且记录频率不小于10Hz。

6.1.7台架关键测量设备量程选择，应满足试验工况中的最大测量值落在设备量程的75%⁓100%之间。

6.2试验样机要求

6.2.1样机在试验前应进行按照厂商需要求进行磨合，或按照6.3磨合工况。

6.2.2样机加注油量需与设计要求保持一致。

6.2.3样机安装角度应与整车安装角度保持一致。

6.2.4样机电机控制软件应与整车保持一致。

6.2.5样机有使用离合器或制动器装置时，其控制策略应与整车保持一致。

6.2.6样机有使用电子油泵或其他可变流量的润滑冷却装置时，应保证试验过程中变速器的润滑冷却

流量与整车保持一致。

6.2.7在样机上安装温度传感器进行润滑油温度测量，测量点应选取样机油底壳处进行测量。

6.3磨合试验工况

若厂商未提供磨合要求，在试验前可按照表2进行磨合。若驱动电机可以使用多个挡位进行驱动和

回馈时，则每个挡位都需磨合。磨合过程中油温不得超过最高许用油温，磨合结束后可根据厂商要求确

定是否更换润滑油。

4

T/CSAExx—20xx

表2系统效率磨合工况

运行模式转速扭矩时间

驱动电机驱动30%驱动电机最高转速30%驱动电机最大扭矩2h

驱动电机驱动30%驱动电机最高转速-30%驱动电机最大扭矩2h

发电机充电30%发电机最高转速-30%发电机最大扭矩2h

6.4驱动电机驱动和发电状态下系统效率试验工况

6.4.1试验时样机润滑油温度为（30±2）℃、（60±2）℃、（90±2）℃，或选择实际工作中常用润

滑油温度。

6.4.2试验时电机定子温度宜控制在（70±10）℃和（90±10）℃，选用温度应与整车使用过程中接近。

6.4.3试验时电机控制器的冷却水温度宜控制在（60±3）℃，水流量设置参考技术条件，应与整车保

持一致。

6.4.4试验时电压宜选取产品额定电压。

6.4.5从驱动电机转速500r/min开始，步长500r/min进行取点，直至驱动电机最高转速。若转速点对

应的车速超出整车最高车速，则不需要测量，并测量最高车速对应的转速点。

6.4.6驱动状态下，在各转速下取10%，15%，20%，25%，40%，60%，80%，100%该转速下最大扭矩进行

测量，应包含驱动电机在该转速下的额定扭矩。

6.4.7发电状态下，在各转速下取10%，15%，20%，25%，40%，60%，80%，100%该转速下最大扭矩进行

测量，应包含驱动电机在该转速下的额定扭矩。

6.4.8若驱动电机不具备发电功能，则不需要对发电状态进行测量。

6.4.9若驱动电机可以使用多个挡位进行驱动和发电，则每个挡位都应进行测量。

6.4.10每个测量点，稳定5s后，测量3s并取其平均值。

6.5发电机发电状态下系统效率试验工况

6.5.1试验时样机润滑油温度为（30±2）℃、（60±2）℃、(90±2)℃，或选择实际工作中常用润滑

油温度。

6.5.2试验时电机定子温度宜控制在（70±10）℃和（90±10）℃，选用温度应与整车使用过程中接近。

6.5.3试验时电机控制器的冷却水温度宜控制在（60±3）℃，水流量设置参考技术条件，应与整车保

持一致。

6.5.4试验时电压宜选取产品额定电压。

6.5.5取发动机转速1000r/min，间隔500r/min，到发动机最高功率点转速。若对应的发电机转速超过

了设计边界，则不需要测量，并测量最高发电机转速对应的转速度。

6.5.6在各转速下均匀取不少于5个扭矩点进行测量，应包含发电机的最大扭矩点和额定扭矩点。

6.5.7若有设计扭矩限制，则扭矩点选择不应超出该限制值。

6.5.8每个测量点，稳定5s后，测量3s并取其平均值。

6.6发电机和驱动电机串联状态下系统效率试验工况

6.6.1试验时样机润滑油温度为（30±2）℃、（60±2）℃、（90±2）℃，或选择实际工作中常用润

滑油温度。

6.6.2试验时电机定子温度宜控制在（70±10）℃和（90±10）℃，选用温度应与整车使用过程中接近。

6.6.3试验时电机控制器的冷却水温度宜控制在（60±3）℃，水流量设置参考技术条件，应与整车保

持一致。

5

T/CSAEXXXX—XXX

6.6.4试验时电压宜选取产品额定电压。

6.6.5根据变速器实际使用情况选择发电机工作点和驱动电机工作点。

6.6.6试验过程中发电机功率应尽可能与驱动电机驱动功率平衡或大于驱动电机功率。

6.6.7每个测量点，稳定5s后，测量3s并取其平均值。

6.7系统效率计算方法

6.7.1驱动电机驱动状态和发电状态下的系统效率计算见公式（4）和公式（5）。

푀퐿×푛퐿+푀푅×푛푅

휂퐷푟푖푣푒=×100%.......................................(4)

9.55푈퐷퐶×퐼퐷퐶

9.55푈퐷퐶×퐼퐷퐶

휂퐺푒푛푒푟푎푡푒=×100%.....................................(5)

푀퐿×푛퐿+푀푅×푛푅

式中：

휂퐷푟푖푣푒—驱动状态下的系统效率；

휂퐺푒푛푒푟푎푡푒—发电状态下的系统效率；

푀퐿—变速器左输出端扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛퐿—变速器左输出端转速，单位为牛顿米（푁·푚）；

푀푅—变速器右输出端扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛푅—变速器右输出端转速，单位为转每分（푟/푚푖푛）；

푈퐷퐶—直流端直流电压，单位为安培（퐴）；

퐼퐷퐶—直流端直流电流，单位为伏特（푉）。

6.7.2发电机发电状态下的系统效率计算见公式（6）。

휂9.55푈×퐼......................................(6)

퐺푒푛푒푟푎푡푒=퐷퐶퐷퐶×100%

푀퐼×푛퐼

式中：

휂퐺푒푛푒푟푎푡푒—发电机发电状态下的系统效率；

푈퐷퐶—直流端直流电压，单位为伏特（푉）；

퐼퐷퐶—直流端直流电流，单位为安培（퐴）；

푀퐼—变速器输入端扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛퐼—变速器输入端转速，单位为转每分（푟/푚푖푛）。

6.7.3发电机和驱动电机串联状态下的系统效率计算，发电机功率大于等于驱动电机功率见公式7,发

电机功率小于驱动电机功率见公式（8）。

휂9.55푈×퐼+푀×푛+푀×푛...........................(7)

푆푒푟푖푒푠=퐷퐶퐷퐶퐿퐿푅푅×100%

푀퐼×푛퐼

휂푀×푛+푀×푛................................(8)

푆푒푟푖푒푠=퐿퐿푅푅×100%

9.55푈퐷퐶×퐼퐷퐶+푀퐼×푛퐼

式中：

휂푆푒푟푖푒푠—发电机和驱动电机串联下的系统效率。

푈퐷퐶—直流端直流电压，单位为伏特（푉）；

퐼퐷퐶—直流端直流电流，单位为安培（퐴）；

푀퐿—变速器左输出端扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛퐿—变速器左输出端转速，单位为转每分（푟/푚푖푛）；

푀푅—变速器右输出端扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛푅—变速器右输出端转速，单位为转每分（푟/푚푖푛）；

6

T/CSAExx—20xx

푀퐼—变速器输入端扭矩，单位为牛顿米（푁·푚）；

푛퐼—变速器输入端转速，单位为转每分（푟/푚푖푛）。

7工况效率试验

7.1台架设备要求

7.1.1台架设备应满足6.1、7.1.2、7.1.3、7.1.4的要求。

7.1.2台架需要具备低压电源，用于给混合动力汽车用变速器中低压部件，如电子油泵，控制器等供电。

7.1.3若采用整车模拟方式进行工况效率试验则试验台架需要具备道路阻力模拟功能。

7.1.4试验台架需要具备同步记录转速和扭矩以及电流电压的功能，并可对其进行积分处理，台架记录

频率不小于10Hz。

7.2磨合试验工况

在进行工况效率试验前需要对变速器进行磨合，磨合要求按6.3执行。

7.3工况效率试验工况（整车模拟）

7.3.1工况效率试验工况可使用WLTC循环，循环工况按照GB18352.6-2016的CA.2，或使用CLTC-P工况，

循环工况按照GB/T38146.1-2019附录A。

7.3.2台架道路阻力按照GB18352附件C道路载荷测量与测功机设定进行设置。

7.3.3试验过程中应对电机控制器，电机，变速器油冷器等进行冷却，冷却流量与温度应与整车相当。

7.3.4台架模拟驾驶员控制油门以及刹车，驱动扭矩由整车控制器进行分配，分配方式与整车保持相

当。

7.3.5台架输入电机模拟发动机根据整车控制器请求的扭矩进行输出。

7.3.6试验时对母线端直流输出功率和输入功率分别进行积分，台架输入电机端的输入和输出功率分

别进行积分，台架轮端测功机的输入和输出功率分别进行积分。

7.3.7试验时对低压供电系统的功率进行积分，得到工况中低压系统功耗。

7.3.8重复进行循环工况至少4次并使循环中油底壳温度以及电机温度趋于稳定，取最后3循环的数据

按照7.5计算工况效率以及低压功耗。

7.4工况效率试验工况（曲线复现）

7.4.1工况效率试验工况可使用WLTC循环，循环工况按照GB18352.6-2016的CA.2，或使用CLTC-P工况，

循环工况按照GB/T38146.1-2019附录A。

7.4.2在整车上采集表3中的信号，通过台架控制轮端转速，台架输入电机模拟发动机的方式在台架上

复现工况的曲线。

7.4.3试验过程中应对电机控制器，电机，变速器油冷器等进行冷却，冷却流量与温度应与整车相当。

7.4.4试验时对母线端直流输出功率和输入功率分别进行积分，台架输入电机端的输入和输出功率分

别进行积分，台架轮端测功机的输入和输出功率分别进行积分。

7.4.5试验时对低压供电系统的功率进行积分，得到工况中低压系统功耗。

7.4.6重复进行循环工况至少4次并使循环中油底壳温度以及电机温度趋于稳定，取最后3循环的数据

按照7.5计算工况效率以及低压功耗。

表3采集信号以及台架模拟方法

7

T/CSAEXXXX—XXX

序号整车曲线信号模拟方法

1车速由台架轮端测功机跟随该曲线

2发动机扭矩由台架驱动测功机模拟

3驱动电机扭矩由台架发送CAN信号控制

4发电机扭矩由台架发送CAN信号控制

5挡位向变速器发送

6高压电池电压由台架电池模拟器模拟

7.5工况效率计算和低压功耗计算方法

混合动力变速器工况效率计算见公式（9）。

퐸+퐸+퐸

휂=푂푢푡푝푢푡−푝표푠퐷퐶−푛푒푔퐷푟푖푣푒−푛푒푔......................................(9)

퐸퐷퐶−푝표푠+퐸퐷푟푖푣푒−푝표푠+퐸푂푢푡푝푢푡−푛푒푔

式中：

휂—工况效率。

퐸푂푢푡푝푢푡−푝표푠—变速器向台架输出端输出的能量，单位为焦耳（퐽）；

퐸퐷퐶−푛푒푔—变速器向高压源输出的能量，单位为焦耳（퐽）；。

퐸퐷푟푖푣푒−푛푒푔—变速器向台架输入端输出的能量，单位为焦耳（퐽）；。

퐸퐷퐶−푝표푠—高压源向变速器输入的能量，单位为焦耳（퐽）；

퐸퐷푟푖푣푒−푝표푠—台架输入端向变速器输入的能量，单位为焦耳（퐽）；

퐸푂푢푡푝푢푡−푛푒푔—台架输出端向变速器输入的能量，单位为焦耳（퐽）。

混合动力变速器低压功耗的计算见公式（10）。

푡

∫푈×퐼

푃=0低压低压................................................(10)

低压푡

式中：

푃低压—低压功耗，单位为瓦特（푊）；

푈低压—低压电压，单位为伏特（푉）；

퐼低压—低压电流，单位为安培（퐼）；

푡—工况时间，单位为秒（푠）。

8试验报告

试验报告应包含以下内容：

1）试验项目和要求；

2）试验依据；

3）试验条件；

4）样机型号，编号；

5）样机所使用软件；

6）试验结果及分析；

7）试验单位、报告人、审核人、日期。

_________________________________

8

ICS43.040.50

CCST21

团体标准

T/CSAExx－20xx

混合动力汽车用变速器效率台架试验方法

Benchtestmethodforefficiencyofhybridvehicletransmission

试验方法

(报批稿)

DraftingguidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinalmaterials

在提交反馈意见时，请将您知道的该标准所涉必要专利信息连同支持性文件一并附上。

20xx-xx-xx发布20xx-xx-xx实施

中国汽车工程学会发布

T/CSAExx—20xx

混合动力汽车用变速器效率台架试验方法

1范围

本文件规定了混合动力汽车用变速器机械效率、系统效率及工况效率的试验方法。

本文件适用于并联式、串联式和混联式的混合动力变速器系统。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB18352.6-2016轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）

GB/T19596电动汽车术语

GB/T38146.1-2019中国汽车行驶工况第1部分：轻型汽车

3术语和定义

GB/T19596界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

混合动力变速器hybridtransmission

混合动力电动汽车使用的变速器，变速器具有至少两种动力输入，通常为内燃机和电机。

3.2

串联式混合动力变速器seriesmodehybridtransmission

串联式混合动力电动汽车所使用的变速器。

3.3

并联式混合动力变速器parallelmodehybridtransmission

并联式混合动力电动汽车所使用的变速器。

3.4

混联式混合动力变速器series-parallelmodehybridtransmission

混联式混合动力汽车电动汽车所使用的变速器。

4试验环境条件