知識文章

環保能源實驗室電動車測試能量簡介

2009 / 12 / 08

車輛中心 環保能源部/汽油車課 陳佳良

一、前言

想要了解電動車的性能?例如車輛巡航30分鐘內可維持的最高速度、電動車一次充電後可以行駛多長的里程等,最直接的方式,就是選擇一條封閉的環形道路,在此道路上讓車輛定速巡航,或者以規定的速度變化駕駛車輛,以求得最高巡航速度或一次充電可行駛的里程。

但道路平整度會直接影響測試結果,所以必須使用如車輛中心之試車場跑道來進行測試,然而,突然的天候變化如下雨及風速過大等,都足以影響測試結果而迫使測試中斷。為此,各標準組織發展電動車性能測試標準時,部分性能測試可以利用底盤動力計來進行測試。

二、底盤動力計運用於性能測試

底盤動力計係利用滾筒、交流或直流馬達及慣性飛輪等,來模擬車輛行駛於道路上受到的路面阻力、空氣阻力及車輛加減速的慣性力,測試車輛如圖1,架設在底盤動力計上,駕駛者可坐在駕駛座上,透過車輛油門踏板及煞車來控制車輛速度變化,而引擎所受到的負載則與實際路面行駛是相同的。目前車輛中心環保能源實驗室共有兩套底盤動力計進行污染測試,分別為四輪驅動底盤動力計,具四組單滾筒如圖2,及雙滾筒底盤動力計,具有兩組雙滾筒如圖3,相關規格如表1
 

表1:底盤動力計規格

 

四輪驅動底盤動力計

雙滾筒底盤動力計

模擬車重

453.63500 kg

6814256 kg

最大速度

200 km/h

200 km/h

最大軸負荷

2500 kg

3000 kg

最大牽引力

5738 N

2500 N

 


圖1 測試車輛架設於底盤動力計

圖2 四輪驅動底盤動力計

圖3 雙滾筒底盤動力計

2.1續航力與電能消耗量

車輛中心環保能源實驗室可執行柴油車及汽油車之行車型態污染及油耗測試,適用法規有行政院環境保護署、美國CFR及歐洲 98/69/EC。
搭配電能功率計可執行
ISO8714、EN1986-1GB T 18386-2001電動汽車能量消耗率和續駛里程及ECE R101。

車輛中心環保能源實驗室利用底盤動力計與廢氣取樣分析儀如圖4,可執行柴油車及汽油車之行車型態污染及油耗測試,適用法規有行政院環境保護署「汽油及替代清潔燃料引擎汽車車型排氣審驗合格證明核發及廢止辦法」規定之測試方式、行政院環境保護署「柴油及替代清潔燃料引擎汽車車型排氣審驗合格證明核發及廢止辦法」規定之測試方式、經濟部能源局「車輛容許耗用能源標準及檢查管理辦法」規定之測試方式、美國 CFR 40 PART 86. Subpart B及歐洲 98/69/EC。其中美國 CFR 40 PART 86. Subpart B行車型態污染測試所使用的行車型態及駕駛的相關要求與ISO8714 Electric road vehicles-Reference energy consumption and range-test procedure for passenger cars and light commercial vehicles中annex B for the USA driving cycle相同,而歐洲 98/69/EC所使用的行車型態及駕駛的相關要求則與annex A for the European driving cycle相同。搭配電能功率計來量測電池充電所需要的電能消耗,車輛中心環保能源實驗室可以執行ISO8714、EN1986-1 Electric propelled road vehicle-measurement of energy performance、GB T 18386-2001電動汽車能量消耗率和續駛里程及ECE R101。
 

圖4 廢氣取樣分析儀

2.2最高速度

目前對於電動車輛最高速度的量測,有30分鐘最高巡航速度測試及瞬間最高速度測試。其中30分鐘最高巡航速度測試是讓測試車輛以廠商宣告之速度行駛30分鐘,檢測車輛是否可以廠商宣告之速度加減規定誤差範圍內,若不行,則請廠商另行宣告,最後求得30分鐘最高巡航速度;此項測試可利用車輛中心環保能源實驗室之底盤動力計來執行,適用的標準有ISO8715 Electric road vehicles-Road operating characteristics、EN 1821-1 Electric propelled road vehicle-measurement of road operating ability、GB T 18385-2001 電動汽車動力性能試驗方法。

 

2.3爬坡性能

爬坡性能測試可分為爬坡速度及上坡起步能力試驗兩種,上坡起步能力試驗必須以實體坡道來進行測試。而爬坡速度是試驗車輛在坡度上巡航1公里的最高穩定速度,因為沒有這樣長的實體坡道,所以必須在底盤動力計上進行測試,目前在標準ISO 8715 Electric road vehicles-Road operating characteristics、EN 1821-1 Electric propelled road vehicle-measurement of road operating ability、GB T 18385-2001 電動汽車動力性能試驗方法中所規定的測試坡度為4%及12%兩種。模擬車輛於坡度上行駛,動力計除了要提供路面阻力、空氣阻力及車輛加減速的慣性力外,另外必須增加車輛下滑的力量。角度越大、車輛越重車輛下滑的力量越大,車輛輪胎驅動力要大於所有阻力的總和才能在坡度上行駛,依據動力計規格,車輛中心4輪驅動底盤動力計最大牽引力為5738N,適用於測試驅動輪牽引力低於此的電動車輛。

 

三、結論

車輛中心利用底盤動力計執行行車型態污染測試已有多年經驗,相關經驗可運用於電動車里程累積測試、電能消耗量測試及30分鐘最高速度測試。爬坡速度測試則增加模擬車下滑力量,依車輛中心之能量可量測驅動輪牽引力低於5738N之電動車輛。

 

若想進一步瞭解電動車的驗證內容,請洽:
陳佳良 工程師,04-7811222分機2220,e-mail:ryochen@artc.org.tw
相關檢測資訊http://www.artc.org.tw/service_main_6.asp

 

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