​汽车高寒地区环境适应性试验方法

2021-11-30 11:01:58·  来源:汽车测试网  
 
前 言本文件按照GB/T 1.1一2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利,本文件的发布机构不承
前 言
本文件按照GB/T 1.1一2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利,本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本文件提出单位:中国汽车工程学会汽车测试技术分会。
本文件起草单位:中汽研汽车检验中心(天津)有限公司、安徽江淮汽车集团股份有限公司、中汽研汽车检验中心(呼伦贝尔)有限公司、广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院、比亚迪汽车工业有限公司、上海汽车集团股份有限公司技术中心、吉利汽车研究院(宁波)有限公司、长安福特汽车有限公司、中国人民解放军63969部队、襄阳达安汽车检测中心有限公司。
本文件主要起草人:刘策、端方勇、刘兵、张晓辉、刘学松、孙建忠、梁荣亮、崔晓川、陈涌填、翟端正、赵峰、唐天柱、王庆喜、刘卫昌、傅耀宇、吴波勇、吴旭、郭瑞玲、何俊南、陈汉、姚强。
本文件为首次制定。
1 范围
本文件规定了汽车在高寒地区进行整车环境适应性道路试验的试验条件、试验项目及试验方法。
本文件适用于在高寒地区进行环境适应性试验的M、N类汽车,其他汽车参照执行。
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 11555 汽车风窗玻璃除霜和除雾系统的性能和试验方法
GB/T 12534 汽车道路试验方法通则
GB/T 12535 汽车起动性能试验方法
GB/T 12782 汽车采暖性能要求和试验方法
GB/T 13594-2003 机动车和挂车防抱制动性能试验方法
GB/T 18386-2017 电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法
GB/T 24552-2009 电动汽车风窗玻璃除霜除雾系统的性能要求及试验方法
GB/T 28958-2012 乘用车低温性能试验方法
GB/T 33829-2017 轿车轮胎雪地抓着性能试验方法
GJB 4239-2001 装备环境工程通用要求
QC/T 900 汽车整车产品质量检验评定方法
3 术语和定义
GJB 4239-2001界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 环境适应性environmental adaptability
汽车在其寿命期预计可能遇到的各种环境的作用下能实现其所有预定功能且性能不被破坏的能力。是汽车的重要质量特性之一。
[来源:GJB 4239-2001, 3.2, 有修改]
3.2 路面附着系数(μ)adhesion coefficient of pavement
指路面附着力与车轮法向(与路面垂直方向)压力的比值,介于0和1之间。
注:测量结果为用GB/T 13594-2003机动车和挂车防抱制动性能试验方法测得的轮胎和路面之间的附着系数(k)。
3.3 雪地压实指数compactness of snow surface
指用GB/T 33829-2017轿车轮胎雪地抓着性能试验方法中雪地硬度测试仪(CTI) 测得的雪地压实指数。
4 试验条件
4.1 车辆条件
试验车辆应满足以下要求:
——保持车辆出厂时的外形结构和技术参数;
——机械运动零部件润滑油的粘度及质量等级应符合制造商的规定
——在不同的环境温度下,按照制造商的规定,选择相应的冷却液;
——车辆轮胎及轮胎气压应符合车辆制造厂的规定。
4.2 场地条件
4.2.1 高寒地区试验场典型试验道路类型
应包括但不限于表1规定的9种试验道路类型。


4.2.2 典型路面技术要求
4.2.2.1 压实雪面
压实雪面应满足以下要求:
a) 表面均匀,平整度满足二级公路要求;
b) 压实雪面应满足GB/T 33829-2017中4.2.1路面条件的相关要求,其雪地压实指数平均值在75~85之间;
c) 雪面附着系数(μ)应在0.2~0.3之间。
4.2.2.2 新雪路面
新雪路面应满足以下要求:
a) 基层路面为满足本文件4.2.2.1的压实雪面;
b) 表层为松散状新雪,不作压实指数要求,为自然落雪堆积而成,也可由人工造雪铺成,扬雪试验时新雪厚度介于10mm~30mm之间。
4.2.2.3 冰面
冰面应满足以下要求:
a) 表面均匀,平整度满足二级公路要求;
b) 冰面附着系数(μ)应在0.1~0.15之间。
4.2.2.4 高附路面(沥青或水泥)
高附路面应满足以下要求:
a) 表面均匀,平整度满足二级公路要求;
b) 高附路面附着系数(μ)在冬季干燥路面情况下应介于0.6~0.75之间;
c) 若高附路面为高附板拼接而成,则每块高附板的横向宽度应不小于测试车辆1.5倍宽度,高附板块间横向段差应小于10mm,高低段差应小于3mm。
4.2.3 典型试验道路规格要求
4.2.3.1 高速雪环道(扬雪路)
高速雪环道道路规格应满足以下要求:
a) 环形跑道长度不小于3000m,宽度不小于6m,弯道转弯半径R不小于150m;
b) 路面要求应满足本文件4.2.2.1要求的压实雪面,在开展扬雪试验时,路面应满足本文件
c) 设计最大车速应不低于80km/h。
4.2.3.2 雪动态广场
雪动态广场道路规格应满足以下要求:
a) 满足测试车辆120km/h的加速、制动要求,长度不小于800m,宽度不小于50m;
b) 路面为满足4.2.2.1要求的压实雪面。
4.2.3.3 冰动态广场
冰动态广场道路规格应满足以下要求:
a) 加速路面长度不小于450m,宽度不小于6m,且由满足本文件4.2.2.1要求的压实雪面组成;
b) 冰广场为长度不小于200m,宽度不小于50m,且由满足本文件4.2.2.3要求的冰面组成;
c) 在冰面两侧分别有一宽度不小于15m的缓冲区,冰面末端有长度不小于100m的缓冲区;
d) 设有回车道至加速道起点。
4.2.3.4 ABS对开道
ABS对开道道路规格应满足以下要求:
a) 试验区由中间高附路面,左右两侧冰面组成。其中高附路面长度不小于150m,宽度不小于测试车辆车宽的1.5倍;冰面宽度不小于1.5m;
b) 试验区外围设有缓冲区,后端缓冲区不小于30m,左右两侧缓冲区宽度各不低于6m;
c) 加速道长度不小于450m,另设有回车道至加速道起点;
d) 高附路面与冰面间的高度差小于3mm。
4.2.3.5 冰、雪圆环道
冰、雪环道道路规格应满足以下要求:
a) 冰、雪圆环道半径不小于100m;
b) 冰环道宽度不小于6m,雪圆环道宽度不小于10m;
c) 冰圆环道外应设置宽度不小于10m的压实雪面作为缓冲区,冰圆环道外可直接设置为雪圆环道。
4.2.3.6 操稳道
操稳道道路规格应满足以下要求:
a) 操稳道应包含多种弯道类型,至少满足低速(20km/h~40km/h)、中速(40km/h~80km/h)、高速(80km/h~120km/h)等不同车速需求,以及包含大角度急弯(如发卡弯)、小角度缓弯(如R=500m长弧线)、波浪弯等不同弯道类型;
b) 操稳道应为长度不小于1000m,宽度为6m~8m的闭环跑道组成
c) 路面为满足本文件4.2.2.1要求的压实雪面。
4.2.3.7 棋盘路
棋盘路道路规格应满足以下要求:
a) 试验区为两排紧挨的高附路面、冰面交替方格组成(型如国际象棋棋盘)。其中至少进行3次交替,即至少4块高附路面,4块冰面。并排两块高附路面或冰面模块的长度不低于车长。单个模块宽度不小于1m;
b) 试验区外围设有缓冲区,后端长度不小于30m,左右两侧缓冲区宽度各不小于6m;
c) 加速道长度不小于450m,另设有回车道至加速道起点;
d) 高附路面与冰面间的高度段差应小于3mm。
4.2.3.8 融雪池
融雪池道路规格应满足以下要求:
a) 融雪池是可装盛雪水混合物的型如池子的铺装路面,上层为自然降雪或人工造雪堆积而成,其下坡和上坡路面坡度应满足测试车辆接近角和离去角设计要求。底部为水平路面,长度不小于测试车辆2倍,宽度不小于测试车辆2倍
b) 融雪池两侧设有挡水墙,墙高不低于100mm;
c) 设置有加速道与融雪池相接。
4.2.3.9 对开坡道
对开坡道道路规格应满足以下要求:
a) 对开坡面至少包含有10%、15%、20%三种高低附对开坡面;
b) 坡道试验段长度应不小于1.5倍车长;高附坡面宽应不小于1.5倍车宽;两侧冰面宽度不小于1m,其中15%及以下坡度至少有一侧冰面宽度不小于1.5倍车宽。坡面下部及上部分别有不低于车辆轴距的同坡度驻车区与试验段相连;
c) 坡底平台、坡顶平台及连接路均为高附路面。
4.2.4 试验道路安全防护雪墙防护措施
试验道路安全防护雪墙防护措施应满足以下要求:
a) 雪墙应以自然雪堆积而成,不做压实处理,雪压实指数不大于50,若表层雪面结晶硬壳时,需进行重新堆积;
b) 矮雪墙尺寸规格要求高度介于0.15m~0.35m之间,宽度介于1m~3m之间;
c) 高雪墙尺寸规格要求:高度介于0.8m~1m之间,宽度介于0.8m~1.2m之间;
d) 高雪墙可不设外部缓冲区,矮雪墙外围设有2m~5m宽的压实雪面或高度不大于0.1m的自然雪面作为缓冲区。
5 试验项目及方法
5.1 汽车起动性能试验
试验车辆在做起动性能试验时在按照GB/T 12535-2007汽车起动性能试验方法的同时增加以下表2的试验环境温度及相关条件。


5.2 采暖性能试验
试验车辆按照GB/T 12782汽车采暖性能要求和试验方法进行采暖性能试验。
5.3 除霜性能试验
5.3.1 除外霜试验
试验车辆按类别参照GB 11555或GB/T 24552进行除霜性能试验的同时并做如下变动:
试验除在低温实验室内进行外,也可以选择符合条件的室外进行,应在无雪无雾天气并且不受光照影响的条件下进行,试验环境应满足标准要求。
5.3.2 除内霜试验
5.3.2.1 试验前准备要求
试验环境要求温度-25℃及以下,无光照条件影响,试验道路可选择公共道路上或者符合本文件的4.2.3.1 的雪环道上进行。试验前,对风窗玻璃的内、外表面用含甲醇的酒精或类似去污剂彻底清除油污,干燥后,用3%~10%氨水擦拭,待干后再用干棉布擦拭。试验人员数量n为车辆总座位数。
5.3.2.2 除内霜试验方法
车辆应按照以下步骤进行除内霜试验:
a) 车辆在环境温度下进行浸置,使机油、冷却液温度和环境温度一致;
b) 试验开始时, 所有人员进入车内, 关闭所有门窗, 冷机启动车辆后怠速2min(空调关闭状态) ;2min后拍照记录霜形成效果;
c) 开启空调,空调模式调节为:最大制热、外循环、除霜模式(AC打开),风量选用最大挡。试验进行5min, 试验人员每隔1min在风窗玻璃内表面上描述除霜面积轮廓图, 并标记上对应的试验总时间;
d) 按照40km/h行驶30min, 空调模式调节为:最大制热、风量为中间挡高一挡、外循环、吹脚模式;若吹脚模式有结霜趋势更换为吹脚除霜模式,若还有结霜趋势则增大风量挡位,直至结霜区域稳定,不影响安全驾驶;若结霜趋势不稳定,试验时间延长至趋势稳定;
e) 怠速10min, 空调模式调节为:最大制热、风量为中间挡、外循环、吹脚模式;若吹脚模式有结霜趋势更换为吹脚除霜模式,若还有结霜趋势则增大挡位,直至结霜区域稳定,不影响安全驾驶;若结霜趋势不稳定,试验时间延长至趋势稳定;
f) 按照80km/h行驶10min, 空调模式调节为:最大制热、风量为中间挡高一挡、外循环、吹脚模式;若吹脚模式有结霜趋势更换为吹脚除霜模式,若还有结霜趋势则增大挡位,直至结霜区域稳定,不影响安全驾驶;若结霜趋势不稳定,试验时间延长至趋势稳定;
g) 试验过程中记录每一次空调模式调节情况;
h) 试验过程中记录每一个工况结束时霜消散区域和消散趋势。
5.4 积雪地面通过性试验
5.4.1 试验环境要求
气象条件要求为无雪天气,环境温度要求-10℃及以下,风速不大于3m/s,积雪区域通过性试验在符合本文件4.2.3.8的融雪池进行,积雪坡道通过性试验选择在符合本文件4.2.3.9的对开坡道的高附坡面进行。积雪区域通过试验段积雪厚度设定不小于测试车辆最小离地间隙的110%,积雪坡道通过性试
验积雪厚度不小于20mm,并依次设置起始段、试验段、终点段。
5.4.2 试验方法
5.4.2.1 积雪区域通过性试验
车辆应按照以下步骤进行积雪区域通过性试验:
a) 除驾驶员外,根据需要配置车辆载荷,正常启动,待车辆状态稳定后,停于5.4.1选定区域的起始段外,记录雪层深度、雪层温度、雪层密度,记录空气温度、湿度、大气压强、风向风速等气象参数;
b) 被试车辆全轮驱动(如有),差速锁止(如有),使用最低档缓慢进入起始段;
c) 被试车辆低速进入试验段,顺利通过后记录通过试验段时间、车辙深度、车辙宽度。如不能通过,记录现象并分析原因。
5.4.2.2 积雪坡道通过性试验
车辆应按照以下步骤进行积雪坡道通过性试验:
a) 被试车辆满载,正常启动,待车辆状态稳定后,停于本文件5.4.1选定区域的起始段外,记录雪层深度、雪层温度、雪层密度,记录空气温度、湿度、大气压强、风向风速等气象参数;
b) 被试车辆全轮驱动(如有),差速锁止(如有),使用最低档缓慢进入起始段;
c) 被试车辆进入试验段,合理控制车速,在车辆全部进入测试段后,停车,静置30s。再次起步,进行爬坡,顺利通过后记录通过试验段时间。如不能通过,记录现象并分析原因;
d) 被试车辆如加装防滑装置,满载,正常启动,待车辆状态稳定后,停于5.4.1选定区域的起始段,重复上述步骤。
5.5 电动汽车低温续驶里程及低温充电试验
5.5.1 试验环境要求
气象条件要求为无雪天气,试验应在环境温度-10℃~-20℃及-20℃以下分别进行,风速不大于3m/s,路面干燥、无积雪结冰。
5.5.2 试验前车辆要求
试验前,试验车辆应至少用安装在试验车辆上的动力蓄电池行驶1000km。车辆的试验质量为GB/T 18386-2017中4.3.1规定的试验质量。
5.5.3 试验人员要求
试验人员的驾驶风格不应过于激进,不应随意加减速且加减速时应尽量平缓。
5.5.4 续驶里程试验方法
5.5.4.1 空调设定及要求人
空调设定遵循实际使用原则,试验开始时,以最快速度制热,使车内测试点的平均温度以最快速度达到20℃以上,之后至试验结束期间应尽可能保持在不高于22℃且不低于18℃的范围内,具体操作按照车辆生产企业的要求进行空调设定。
注1:空调循环开关置于外循环模式。
注2:对于具中排、后排有独立空调的车辆,则关闭中、后排独立空调。
注3:对于试验过程中,前挡及两侧玻璃结霜且影响驾驶员视野,可开启最大除霜模式,整个续驶里程试验过程中,最大除霜模式开启次数不得多于2次,否则按不符合要求处理。
5.5.4.2 试验前充电
在5.5.1规定的环境温度下, 将试验车辆动力电池放至SOC为0%, 可以采用道路行驶或静态空调耗电相结合的方式, 放电完成后, 应当在30min内按照车辆制造厂规定的充电方式开始进行充电操作, 直至动力蓄电池达到满电状态。
5.5.4.3 浸车预处理
车辆在5.5.1规定的环境温度下,放置12h~15h,在此期间车辆不应连接充电设备。
5.5.4.4 试验行驶
车辆应按工况法或者等速法进行,等速法按照GB/T 18386-2017中4.4.5.3等速法要求进行,工况法可参照附录A的工况进行行驶, 直至SOC达到0%或能达到的最低电量, 并记录车辆的行驶里程D(km) 。行驶中若车辆有不同行驶模式选择,优先选择试验车辆最经济的行驶模式进行;若车辆有不同再生制动强度选择,优先选择试验车辆再生制动强度最大的模式。
注:鉴于全天温度波动较大,行驶工况开始时间应控制在上午7:00~9:00之间开始。
5.5.4.5 试验后充电
完成续驶里程试验后, 在30min内将车辆与电网连接, 在符合5.5.1规定的环境温度下, 按照车辆制造厂规定的充电方式, 将车辆充至满电, 测量来自电网的能量E(kWh) 。
5.5.4.6 试验数据处理
试验行驶后按照附录表B.2记录车辆的实际续驶里程、电量报警前续驶里程,不同工况下续驶里程,能量消耗率以及试验结束后充电能量,若同一条件下实际续驶里程的差大于20km,则需继续5.5.4.4试验,直至任意两组相邻大小续驶里程值的差均在20km内,续驶里程和能量消耗率按以下要求进行计
算:
a) 续驶里程取5.5.4.4中的行驶里程D(km)即为对应工况下的续驶里程,如进行多次试验,应取有效数据的算术平均值;
b) 能量消耗率C应按式(1) 进行计算, 单位为kWh/100km。


5.5.5 低温充电试验
5.5.5.1 车辆预处理
将试验车辆动力电池放至SOC为0%, 可采用道路行驶和静态空调耗电相结合的方式。
5.5.5.2 浸车预处理
车辆在5.5.1规定的环境温度下,放置12h~15h,在此期间车辆可断开低压蓄电池,且不应连接充电设备。
5.5.5.3 低温充电
按照车辆制造厂规定的充电方式使动力蓄电池达到完全充电状态。在充电期间测量来自充电网的能量E(kWh) 、进入到动力蓄电池的能量E1(kWh) 。采样率为1Hz, 直到充电完成。按照附录表B.3记录充电至SOC为30%的时间t1, SOC为80%的时间t2, SOC为100%的时间t3。
5.5.5.4 试验数据计算
充电效率η应按式(2)进行计算:


5.6 雪侵入试验(扬雪试验)
5.6.1 试验环境要求
试验环境温度-10℃及以下,风速不大于3m/s,验场地选择为符合本文件4.2.3.1中的高速雪环道上进行。
5.6.2 试验车辆要求
试验车辆各系统及零部件满足试验安全要求,车辆外观及伪装系统不得干扰车辆的进气系统,前方牵引车辆为四驱车辆。
5.6.3 试验方法
5.6.3.1 试验车速及里程要求
试验过程中根据车况与场地实际情况,控制前车车速保持在60km/h~80km/h之间,两车的行驶间距保持在15m~20m之间,全程试验里程为50km。
5.6.3.2 扬雪量的控制
若试验道路为满足本文件4.2.2.4的新雪路面,则前方四驱车辆进行单独扬雪;若无法满足新雪路面的要求,前方牵引车辆可采用悬挂一个扬雪器进行试验。
注:扬雪器是指拖挂前车后部形如爬犁的金属器材,其功能是能将底地面浮雪扬起到1m以上。
5.6.3.3 试验过程及记录
试验过程需一次完成,中途不得休息或进行其它工况,试验前后需按照附录表B.4对空滤本体和空气滤芯模块进行测量称重和记录,试验后按照附录表B.5检查前舱部位及前后大灯等相关部位并作出相应结论。试验称重完毕后,所有前舱和空滤的雪量不进行处理,原样复位后将车放在室外冷浸8h以上后,确认发动机是否可以正常启动。
5.7 适应性行驶试验
5.7.1 试验环境及里程要求
适应性行驶试验应在-10℃及以下环境温度下进行,适应性行驶总里程应不低于10000km,其中城市道路不低于2000km,乡村道路不低于3000km,高速道路不低于5000km。
5.7.2 试验道路
5.7.2.1 城市道路
路面为沥青或水泥路面,包含环岛,冷车起步,移车入库,左/右极限位置转向,倒车及直线段等特征。
5.7.2.2 乡村道路
路面为非铺装路面,路面有起伏和凹凸不平。包括环岛,村庄,掉头,直线段等特征。
5.7.2.3 高速道路
路面应选择高速公路或一级公路,或选择符合本文件4.2.3.1的高速雪环路。
5.7.3 试验要求
试验期间试验车辆每日应保证在环境温度下停放8h以上方可试验。
5.7.4 试验主要检查项目
检查项目按GB/T 28958-2012乘用车低温性能试验方法中6.2.4道路行驶试验主要检查项目进行,其中GB/T 28958-2012中6.2.4.1中车辆的操纵稳定性的主观评价项目及制动性能测试主观评价项目应选择在符合本文件4.2.3的雪动态广场、冰动态广场、ABS对开道、冰圆环道、操稳道、棋盘路及对开坡道
上进行。
附 录 A
(资料性)
试验工况路线
A.1 工况说明
试验包含高速工况、城郊工况、城市工况。不同工况应按照要求车速消耗规定的SOC量, 具体如表A.1所示,全工况线路见表A.2、图A.1。




A.2 高速工况
车辆应首先在规定的高速线路(绥满高速) 上行驶, 如表A.3、图A.1所示。直至消耗SOC量达到30%~35%下高速,再进行城郊工况。


A.3 城郊工况
车辆在城郊路线上行驶, 如表A.4、图A.1所示。消耗SOC量达到35%~40%, 再进行城市工况。


A.4 牙克石城市工况
车辆在城市路线上行驶, 如表A.5、表A.6、图A.2所示, 消耗SOC直至规定的最低电量。






附 录 B
(资料性)
试验记录表









 
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