汽车机械阻力测试

汽车机械阻力测试是为了测定车辆在行驶中受到的阻力大小，为车辆设计、开发和优化提供数据支持。这项测试可以帮助制造商了解车辆在不同驾驶条件下的燃油经济性、能源消耗和排放水平，从而提高车辆的性能和节能减排水平，为消费者提供更好的驾驶体验和环保车辆选择。

电动汽车与燃油车最大的区别

燃油车的动力系统主要由发动机、传动系统和轮胎组成，而电动汽车的动力系统主要由电池、电动机、传动系统和轮胎组成。就车辆机械阻力而言，电动汽车与燃油车最大的区别是，电动汽车70%的损耗都在机械阻力中，而燃油车只有30%的损耗用于克服道路阻力，接近70%的能量都损耗在发动机中。在能量消耗方面，电动汽车与燃油车最大的区别在于机械阻力消耗的比例。由于电动汽车的电动机能够将电池储存的电能直接转化为机械能，因此在行驶过程中，电动汽车的能量损耗主要集中在机械阻力上。而燃油车的发动机在燃烧燃油时会产生大量的热能，只有部分能够转化为机械能，因此燃油车在行驶过程中会有较大的能量损耗。因此，在设计和制造电动汽车时，需要特别注意降低机械阻力，提高车辆的能量利用效率。例如，采用低阻力的轮胎和车身设计、提高传动系统的效率等方法，都能够有效地降低电动汽车的机械阻力，提高车辆的续航里程和能效。同时，电动汽车在行驶中还会产生回收能量，通过回收制动能量来为电池充电，进一步降低机械阻力的损耗，并提高能量利用效率。在电动汽车的设计和制造中，机械阻力测试是非常重要的一环。通过对车辆的机械阻力进行测试和分析，可以精确地评估车辆的能效性能，为优化车辆设计和提高能效提供重要的依据。各种不同的测试方法可以用于评估车辆的机械阻力，每种方法都有其优点和局限性，需要根据具体情况选择适合的测试方法。随着汽车动力系统的不断发展，对车辆机械阻力的研究和测试变得越来越重要。电动汽车与燃油车在机械阻力消耗的比例方面存在明显差异，因此需要针对电动汽车的特点进行优化和测试，以提高电动汽车的能效性能和市场竞争力。

汽车机械阻力测试方法

汽车机械阻力测试需要在实验室或测试场地进行，主要包括以下几种方法：

道路滑行试验：通过在实际路面上行驶的方式，记录车辆的行驶速度和牵引力数据，再通过数据分析得出车辆的机械阻力。

等速法：通过在实验室内利用底盘测功机对车辆进行测试，维持车辆恒定速度的状态下，测量出车辆所需的牵引力，从而计算出车辆的机械阻力。

减速法：减速法是目前常用的机械阻力测试方法之一，其基本原理是通过底盘测功机对车辆进行反拖，使其从一定速度开始匀减速直至停车，根据车辆行驶时的动力学特性计算出其机械阻力。减速法测定车辆机械阻力的优点是实验简便，测试精度高，可以对车辆的不同部件、不同速度下的机械阻力进行分析，对于电动汽车的机械阻力测试也有着重要的应用。

循环能耗法：循环能耗法是一种全新的汽车机械阻力测试方法，其基本原理是在特定的工况下，通过测量电池系统的能量变化来计算出车辆的机械阻力。这种方法对车辆进行了全面的测试，可以同时考虑到车辆的电池性能和机械阻力，因此可以更加准确地评估车辆的能耗和性能。

此外，还有一些特殊的测试方法，例如车轮滚动阻力测试、空气阻力测试和轮胎阻力测试等，都可以对车辆机械阻力进行测定。通过这些测试方法，可以有效评估车辆的燃油经济性、能源消耗和排放水平，为车辆设计和优化提供数据支持，也有助于消费者选择更为环保和节能的车辆。

整车级车辆机械阻力测试方法对比结果如下表1所示：

表1  整车级车辆机械阻力测试方法对比结果测试方法获得结果
道路阻力（含风阻）各车速下阻力阻力系数能耗优点道路滑行试验

√可以与底盘测功机能耗试验对接，用于测功机道路模拟，可以同时获得空气阻力。等速法

√可以获得不同车速下的机械阻力大小。减速法

√可以精确地仿真实际道路上的滑行试验，复现实际道路滑行结果。循环能耗法

√可以精确模拟用户用车工况，获得半预热状态下的车辆能耗。

汽车机械阻力测试之：数据处理

汽车机械阻力测试中的数据处理是非常关键的一步，它直接影响到测试结果的精确度和可靠性。在机械阻力测试中，道路阻力是个复杂的非线性问题，需要通过对数据进行处理来确定道路阻力大小。

一般来说，数据处理包括三个步骤：数据采集、数据处理和数据分析。数据采集是指通过底盘测功机等仪器对车辆进行测试，记录测试数据。数据处理是指通过对采集的数据进行清洗、筛选、校准等操作，得到标准化的数据。数据分析是指将处理后的数据进行计算、统计、拟合等操作，得到最终的测试结果。

在机械阻力测试中，数据处理的关键是如何处理车辆滑行数据。车辆道路阻力的方法是基于牛顿第一运动定律产生的，即在实际道路上车辆行驶到一定车速后失去动力滑行，速度由快转慢，从而产生滑行线。这个过程如果空气阻力由底盘测功机模拟，则同样测得一条可重复性更高、环境更好控制的滑行线。现有的标准分析方法，通常采用分段近似为匀减速运动，算出各车速段对应的平均阻力，最后采用最小二乘法拟合这些点。

然而，最小二乘法存在精度低、收敛速度慢、易受局部极小值干扰等问题。因此，现在更常用的是单纯形优化法。单纯形法是1965年由奈尔德提出的一种寻优算法，可以处理非线性、连续函数的寻优问题。通过单纯形优化法，可以更精确地确定各车速段对应的阻力大小，从而得到更准确的机械阻力测试结果。

除此之外，在数据处理过程中还需要考虑到多种因素，例如温度、湿度、气压等环境因素对测试结果的影响，以及底盘测功机的误差等因素。因此，数据处理需要进行严谨的校准和精细的处理，以确保测试结果的可靠性和准确性。

总结

汽车机械阻力测试是汽车工业中的重要技术之一，它对于提高汽车燃油经济性、降低车辆能耗、优化动力系统等方面具有重要的意义。

未来，随着汽车行业的不断发展和技术进步，汽车机械阻力测试也将面临新的挑战和机遇。一方面，随着电动汽车的普及和深入发展，汽车机械阻力测试需要进一步完善和优化，以适应新的电动汽车特性。另一方面，随着智能化、互联化技术的应用，汽车机械阻力测试将面临新的技术要求，需要借助先进的数据采集和分析技术，提高测试精度和可靠性。