乘用车双电机混合动力机电耦合系统传动效率测试方法

ICS27.020

CCSJ93

团体标准

T/CICEIA/CAMSXXXX—202X

乘用车双电机混合动力机电耦合系统传动

效率测试方法

Efficiencytestmethodfordualmotorhybridelectromechanicalcouplingsystemsof

passengervehicles

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中国内燃机工业协会

发布

中国机械工业标准化技术协会

T/CICEIA/CAMSXXXX—202X

乘用车双电机混合动力机电耦合系统传动效率测试方法

1范围

本文件规定了双电机混合动力机电耦合系统传动效率试验方法的术语和定义、试验设备及其要求、

试验方法、传动效率计算及试验报告等。

本文件适用于M1类乘用车的双电机混合动力机电耦合系统。

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。

GB/T18488.1-2015电动汽车用驱动电机系统第1部分：技术条件

GB/T18488.2-2015电动汽车用驱动电机系统第2部分：试验方法

GB/T19596-2017电动汽车术语

3术语和定义

GB/T18488.1-2015、GB/T18488.2-2015和GB/T19596-2017界定的以及下列术语和定义适用于本

文件。

双电机混合动力机电耦合系统dualmotorhybridelectromechanicalcouplingsystem

由驱动电机、启动发电机和机械传动系组成油电混合动力系统，其驱动电机与发动机可单独驱动车

辆且发动机与双电机的动力可耦合共同驱动车辆。

纯电模式pureelectricmode

发动机不输出动力，完全依靠储能系统提供电能给驱动电机驱动车辆行驶的模式。

串联模式seriesmode

发动机输出的动力全部驱动ISG电机发电，由驱动电机驱动车辆行驶的模式。

并联模式parallelmode

发动机输出的全部或部分动力和驱动电机输出动力耦合共同驱动车辆行驶的模式。

能量回收energyrecovery

利用电机回收车辆在滑行或制动时的动能，并将其转化为电能，为电池充电。

机电耦合系统最大综合效率maximumcomprehensiveefficiencyofelectromechanical

couplingsystem

串联模式和并联模式下的最大系统传动效率。

4试验设备及其要求

试验设备

1

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试验在三电机台架试验室内进行，台架示意图见图1，控制系统示意图见图2，台架包含以下部分：

4.1.1输入电机：与机电耦合系统输入轴相连，代替发动机驱动被试件；

4.1.2输出电机：与机电耦合系统输出端相连，模拟负载；

4.1.3电池模拟器：为机电耦合系统提供高压电力，或回收机电耦合系统产生的电力；

4.1.4试验工装：用于台架和机电耦合系统连接的接口装置；

4.1.5转速、扭矩测量仪器：用于测量台架各电机的转速和扭矩；

4.1.6温度测量仪器：用于测量机电耦合系统油温、水温、电机及其控制器温度；

4.1.7数据记录及标定设备：用于记录试验数据，发送信号控制机电耦合系统；

4.1.8温度控制系统：用于控制机电耦合系统油温、电机及控制器温度的装置。

功率分析仪

电池模拟器

扭矩/转速传感器

输入电机

机电

耦合

扭矩/转速传感器系统

输出电机输出电机

扭矩/转速传感器

图1台架安装示意图

机电耦合

温控设备

系统

传执

感行

器器电

CAN池

台架网TCU/PEU模

络拟

器

接发采标

收送集定

台架主控数据记录&

台架记录标定模块

图2控制系统示意图

试验设备要求

4.2.1输入电机：1个输入电机，最大转速高于被试件输入端许用转速的110%，转速控制精度±3r/min；

最大输出扭矩大于被试件许用扭矩，扭矩控制精度±3N·m；

4.2.2输出电机：2个输出电机，最大转速大于被试件输出端许用转速的110%，转速控制精度±5r/min；

最大输出扭矩大于被试件许用扭矩，扭矩控制精度±5N·m；

4.2.3数据采集设备：采集动力控制单元(PowerElectronicUnit,PEU)、变速箱控制器(Transmission

2

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ControllerUnit,TCU)、台架试验数据的仪器，采样频率不小于100Hz；

4.2.4温度控制系统：控制试验过程的被试件润滑油温度，控制范围涵盖测试工况油温，控制精度±3℃；

4.2.5电池模拟器：额定功率大于被试件的峰值功率的110%；电流输出精度±0.1%FS；

4.2.6功率分析仪：电流与电压量程大于被试件许用峰值电流电压，测试精度不低于0.1%FS，采集

频率大于100Hz；

4.2.7扭矩测量仪器：扭矩传感器测量精度±0.05%FS；

4.2.8转速测量仪器：转速传感器测量精度±1r/min；

4.2.9温度测量仪器：传感器测量精度±1℃。

5试验方法

磨合

效率试验之前，被试件须磨合，磨合工况如表1。

表1磨合工况

输入电机ISG电机驱动电机

油温时间

工作模式

转速扭矩功率扭矩功率扭矩℃min

r/minN·mkWN·mkWN·m

50%最大输

1挡30000000<8060

入扭矩

50%最大输

2挡30000000<8060

并联入扭矩

模式50%最大输

…30000000<8060

入扭矩

50%最大输

n挡30000000<8060

入扭矩

50%额定50%额定-50%额-50%额

随ISG随ISG<8060

功率扭矩定功率定扭矩

串联模式

-50%额-50%额50%额定50%额定

随ISG随ISG<8060

定功率定扭矩功率扭矩

机电耦合系统传动效率试验

5.2.1效率试验按照表2~表6所示工况实施，根据表中转速与扭矩要求，耦合出各个试验工况，试验

分步骤实施；

5.2.2试验过程被试件油温分别控制在40℃、80℃（如果被试件在整车的应用温度接近60℃，则试验

温度取60℃）；

5.2.3记录每个试验工况的台架扭矩/转速、油温、功率分析仪的电流/电压；

5.2.4试验工况表中的整车应用由控制软件实现，指特定控制模式下，结合发动机、电机特性，被控

制软件限制的发动机与电机的转速与扭矩范围。

表2效率试验工况-并联模式

输入电机转速输入电机扭矩驱动电机扭矩

r/minN·mN·m

工作

挡位

模式

最小最大步长最小最大步长最小最大步长

1

并联设计最设计最0~100内取10，2整车应额定范围内

1000100000

模式大转速大扭矩100以上取20…用确定≤20%额定值

N

3

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表3效率试验工况-纯电模式

驱动电机转速驱动电机扭矩

r/minN·m

工作

挡位

模式

最小最大步长最小最大步长

纯电整车应用整车应用额定范围内取10，

010000空挡

模式确定确定额定范围外取20

表4效率试验工况-充电模式

输入电机转速ISG电机扭矩

工作r/minN·m

挡位

模式

最小最大步长最小最大步长

充电整车应用整车应用整车应用整车应用额定范围内取10，

≤500空挡

模式确定确定确定确定额定范围外取20

表5效率试验工况-能量回收模式

ISG电机/驱动电机转速ISG电机/驱动电机扭矩

r/minN·m

工作模式

最小最大步长最小最大步长

能量整车应用整车应用额定范围内取10

0≤10000

回收确定确定额定范围外取20

表6效率试验工况-串联模式

输入电机转速ISG电机扭矩驱动电机转速

驱动电机

工作r/minN·mr/min

挡位扭矩

模式

最小最大步长最小最大步长最小最大步长N·m

额定范

整车整车整车整车整车≤20%

串联围内ISG同功

应用应用≤500r/min应用应用空挡0应用最大应

模式≤20%率下扭矩

确定确定确定确定确定用

额定值

6传动效率计算

试验结束后，按如下6.1所述公式对试验过程记录的台架扭矩/转速和功率分析仪的电流/电压进行

计算，得出各模式下试验工况的传动效率，筛选出最大综合传动效率。

各模式下传动效率的计算公式如下：

a)并联模式（耦合充电）/串联模式（充电）：

푇퐿×푁퐿+푇푅×푁푅−푈×퐼×9.550

η=표푢푡표푢푡표푢푡표푢푡×100%········································(1)

푇푖푛×푁푖푛

b)并联模式（耦合助力）/串联模式（放电）：

4

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푇퐿×푁퐿+푇푅×푁푅

η=표푢푡표푢푡표푢푡표푢푡×100%··················································(2)

푇푖푛×푁푖푛+푈×퐼×9.550

c)充电模式：

푈×퐼×9.550

η=×100%································································(3)

푇푖푛×푁푖푛

d)能量回收模式：

푈×퐼×9.550

η=×100%··················································(4)

푇퐿표푢푡×푁퐿표푢푡+푇푅표푢푡×푁푅표푢푡

e)纯电模式：

푇퐿×푁퐿+푇푅×푁푅

η=표푢푡표푢푡표푢푡표푢푡×100%··················································(5)

푈×퐼×9.550

式中：

푇퐿_표푢푡——左侧台架输出电机扭矩，单位为牛米（N·m)；

푁퐿_표푢푡——左侧台架输出电机转速，单位为转每分钟（r/min）；

푇푅_표푢푡——右侧台架输出电机扭矩，单位为牛米（N·m）；

푁푅_표푢푡——右侧台架输出电机转速，单位为转每分钟（r/min）；

푇푖푛——台架输入电机扭矩，单位为牛米（N·m）；

푁푖푛——台架输入电机转速，单位为转每分钟（r/min）；

푈——电池模拟器测量电压，单位为伏特（V）；

퐼——电池模拟器测量电流，单位为安培（A）。

7试验报告

试验结束后，应编写试验报告，试验报告格式见附录A，试验报告至少应包含以下内容。

a)试验目的；

b)试验依据；

c)试验对象：注明被试件的主要参数，并附加图片、照片及必要说明；

d)试验时间及地点；

e)试验结果:对试验数据加以整理，重要数据列表。

5

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A

A

附录A

（规范性）

试验报告

试验报告按表A.1编写。

表A.1乘用车双电机混合动力机电耦合系统传动效率试验报告

样品名称样品编号

TCU软件版本PEU软件版本

试验时间试验地点

试验人员

试验内容

试验目的

试验依据

试验结果（最大综合传动效率）

传动效率-并联模式

发动机输入发动机输入扭

油温驱动电机扭矩传动效率

转速矩

℃r/minN·mN·m1挡2挡…N挡

40

…

80

传动效率-串联模式

油温发动机输入转速ISG电机扭矩驱动电机转速驱动电机扭矩

效率

℃r/minN·mr/minN·m

40

…

80

6

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表A.1乘用车双电机混合动力机电耦合系统传动效率试验报告（续）

传动效率-充电模式

油温发动机输入转速