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在滿足常規車輛測試指標的前提下，混合動力汽車能更好地體現節能減排的優勢。根據動力總成結構特點和布置方式的不同，介紹了混合動力汽車(HEV)串聯式、并聯式和混聯式3種類型的工作原理，比較分析了混合動力汽車4種常用的整車性能評價測試方法及試驗內容。從整車和部件的角度出發，列舉了混合動力汽車相關標準中規定的性能評價測試指標。指出混合動力汽車在整車和關鍵零部件測試時，應先滿足常規性能要求，然后對排放和燃油經濟性進行評價。

1、混合動力電動汽車的分類

混合動力汽車的動力總成主要包括發動機、發電機、電動機／發電機、蓄電池(電容)以及變速器等。按動力總成配置和部件的組合方式不同，HEV可以分為串聯式、并聯式以及混聯式3種類型。傳統內燃機動力總成和純電動力總成之間的各種組合構造如下圖：

1.1、串聯式HEV

串聯式HEV的發動機僅僅用于驅動發電機發電，產生的電能供給電動機，由電動機提供動力滿足汽車行駛要求。蓄電池(或電容)實際上起著平衡發動機輸出功率和電動機輸入功率的作用，當發電機的發電功率大于電動機所需的輸入功率時，控制器控制發電機將額外功率向蓄電池充電；當發電機發出的功率低于電動機所需的功率時，蓄電池則向電動機提供額外的電能，結構示意圖，如圖所示。

1.2、并聯式HEV

并聯式HEV可由發動機和電動機共同驅動或者各自單獨驅動行駛。當電動機只是作為輔助驅動系統時，其輸出功率可以較小，主要由發動機提供需求功率。與串聯式結構相比，發動機通過機械傳動機構直接驅動汽車，其能量的利用率相對較高，結構示意圖，如圖所示

1.3、混聯式HEV

混聯式HEV綜合了串聯式與并聯式的結構特點，如圖所示，其發動機發出的功率一部分通過機械傳動輸送給驅動輪，保持較高的能量利用率；另一部分則驅動發電機進行發電。發電機發出的電能則由控制策略根據汽車行駛功率的需求控制電能輸送給電動機或蓄電池，電動機產生的驅動力矩通過動力合成裝置傳送給驅動輪。在汽車低速行駛時，驅動系統主要以串聯方式工作；當汽車高速穩定行駛時，則以并聯工作方式為主。這種結構能較好地實現汽車的各項性能需求，發動機的工作不受汽車行駛狀況的影響，總是在最高效率狀態下工作，實現了低排放及超低油耗的目的，達到較好的環保和節能效果，但此類汽車的控制技術較為復雜，控制系統設計與制造要求較高，傳動系布置也較為困難。

2、評價測試方法

2.1、道路測試法

道路測試法是基于整車的測試方法，通過在實際道路進行實車測試來評價混合動力汽車性能的優劣。道路測試分為安全性測試、噪聲測試、動力性測試、能耗和排放測試(車載測試)，這些測試均需要在專用試驗場地上按規定的試驗方法完成。道路測試方法比較簡單、直觀，試驗結果可以很快地評價整車性能的優劣，為試驗樣車的參數標定、控制策略優化以及新樣車的開發提供可靠的試驗依據，但是受溫度和風速等外界干擾因素影響較大，道路測試方法的可控性和重復性較差。

2.2、底盤測功機測試法

底盤測功機試驗也是從整車角度出發的測試方法，它首先通過負荷設定來精確模擬汽車在實際道路上的行駛阻力，從而實現其道路行駛阻力在底盤測功機上的再現，這也是底盤測功機試驗的關鍵，將直接影響汽車的動力性和能耗排放等性能的研究。在此基礎之上，參考標準試驗程序進行汽車性能的測試評價，混合動力汽車在底盤測功機上的排放試驗。與道路測試法相比，底盤測功機試驗能夠控制室內環境等可變因素，可以精確模擬多種典型行駛狀況，試驗結果重復性好，但是試驗需要昂貴的試驗設備，這對處于研發階段的企業來說成本較高。

2.3、臺架測試

臺架測試是把發動機、電動機／發電機、蓄電池及變速器等總成部件按照混合動力總成布置方案安裝在發動機臺架上，利用CAN總線把臺架測試控制系統與整車多能源控制器和各總成部件ECU連接起來，實時測量混合動力總成的各項參數，控制動力總成的運行狀態，并借助相關測試設備(如油耗儀、排放分析儀及電功率計等)完成動力性、燃油經濟性、排放及噪聲等整車性能測試試驗。并聯式動力總成臺架能耗排放試驗示意圖，例圖所示。

臺架試驗受外界自然環境的限制較少，并可以使各零部件的布置不受整車總布置的限制。此外，臺架測試還可以利用不同總成部件的模塊化設計進行高效率的安裝和調試，不僅減少了開發成本，而且大大縮短了混合動力總成的研發周期。

2.4、整車模擬法

整車模擬法是在臺架測試系統基礎之上，利用硬件在環仿真法(HIL)轉換測試循環來對汽車整車性能進行評估的方法。HIL模擬的示意圖，如圖所示。

該方法首先把整車速度測試循環轉化為發動機轉速測試循環，并建立電動機／發電機、發動機、蓄電池或超級電容等部分的數字信號處理(DSP)模型。根據各總成部件控制系統的控制信號，DSP模型模擬出汽車各總成部件的運行狀態。在得出發動機的轉速一轉矩關系之后，利用發動機的效率MAP圖來計算HEV在測試循環下的燃油經濟性，并依據轉換的發動機測試循環在臺架上進行發動機試驗，可測量得出HEV在測試循環下的排放特性。整車模擬法是傳統臺架測試方法的改進，解決了發動機測試工況與整車行駛工況脫離的問題，測量精度較高。缺點是在采用HIL模擬中缺乏混合動力各總成部件的標準模型，通用性較差。

3、HEV測試指標

根據標準中規定的試驗程序進行試驗，并確定不同的測試指標來對HEV進行性能評價。

3.1、整車測試指標

與傳統汽車類似，HEV整車評價的測試指標主要包括安全性、噪聲、動力性、經濟性和排放特性等。

(1) 安全性測試指標主要從汽車結構和功能安全要求及故障維護等方面進行不同項目的檢驗，相應的評價指標在GB／T19751—2005標準中進行了詳細的規定。

(2) 噪聲測試同傳統汽車一樣，參照標準中規定方法進行，主要包括加速噪聲、車內噪聲、汽車定置噪聲、勻速行駛噪聲、輪胎噪聲及發動機噪聲等，車輛各種噪聲是否達標，相應標準中都有限值要求。

(3) 動力測試指標參照GB／T19752混合動力電動汽車動力性能試驗方法進行，測試指標包括：混合動力模式下的最高車速、0～100km／h或0～50km／h的加速時間、30min的最高車速、爬坡車速、坡道起步能力以及最大爬坡車速；純電動模式下的最高車速、0～50km／h的加速時間、爬坡車速及坡道起步能力。

(4) 能量消耗量測試主要包括燃油消耗和電能量消耗的測試，在測試中獲得的蓄電池的電能量消耗量要轉化成相應的油耗量，換算關系為：1L柴油大約等于3．02kW·h電量；對于混合動力汽車能耗值的大小，國家標準中沒有明確規定，只是作為汽車定型的參考。

(5) 排放測試主要指的是對常規污染物(CO，CO，，TCH，NOx和顆粒物PM)的測量。目前，對于HEV的尾氣污染物排放限值沒有明確規定，輕型混合動力汽車參照了傳統輕型汽車的排放限值，而重型混合動力汽車的排放標準還沒有出臺，仍處于探索研究階段。

3.2、I-IEV的部件評價指標

除了混合動力整車測試外，還需進行動力總成部件的測試，主要包括電池系統評價、電機及其控制器的評價、發動機性能評價等。

（1) HEV電池系統的檢驗類型主要有出廠檢驗和型式檢驗，又根據蓄電池不同的類型(主要分為鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰電子蓄電池和鋅空氣蓄電池)進行不同的評價測試項目(如外觀、質量及放電容量等)

（2) 電機及其控制器的檢驗類型主要有常規檢驗和型式檢驗，不同檢驗類型又包括不同的評價測試項目，例如：常規檢驗進行電機空載轉速、耐電壓、噪聲、控制器過載能力及電壓波動等項目，型式檢驗進行溫度、濕度、溫升及最高工作轉速等檢驗項目。

（3) 發動機作為動力總成的主要部件，其性能的好壞在很大程度上影響了整車的評價性能，其評價測試指標主要包括凈功率、最大功率、外特性、負荷特性、油耗、ESC或ETC下常規排放污染物的測量以及ELR煙度試驗等。在整車控制系統、電機控制系統、電池控制系統以及發動機控制系統的協同作用下，HEV各個部件高效運轉，能量得到最佳分配，發動機的工作狀態也得到優化并始終工作在高效區域。與常規車輛相比，在不喪失動力性的條件下具有更好的排放效果和燃油經濟性。因此，在對HEV進行性能評價測試時，混合動力總成首先在安全性和動力性方面達到法規要求，同時各個部件也要分別達到各件測試標準，在此基礎之上再對其排放和燃油經濟性能進行評價，確定其在節能減排方面的優劣。

4、結論

（1)和傳統汽車一樣，HEV整車測試和關鍵零部件測試都有相應的技術要求，在其滿足常規性能要求

之后，再對其排放和燃油經濟性能進行評價，從而確定其在節能減排方面的優劣；

（2）由于HEV具有獨特的技術特點和運行方式，需要區別于常規車輛的測試方法。目前，適用于HEv測試技術的試驗方法較多，國家相關測試標準還沒有明確規定采用那種測試方法，還需要通過大量試驗來做進一步的研究。

（3）臺架測試設備盡可能使用高度集成化儀器；對所有測試單元之間的連線減少到最少，增強抗電磁干擾能力，確保系統精度；確保所有測量信號的同步性；現場連線簡化到最少，可高效便捷的完成相關測試任務。