A Test Rig for Emulating Drive Cycles to Measure the Energy Consumption of HEVs

• Main Author: Ba, Meng
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) 2019
• Subjects: Roller-rigs; road simulator; fuel consumption; hybrid electric vehicle (HEV).; Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-263859

This master thesis project aims to complete and verify core functions of a test rig that is designed and built to emulate drive cycles for measuring the energy consumption of HEVs, especially a vehicle named ELBA from KTH Integrated Transport Research Lab (ITRL). To fulfill this goal, a simplified model is created for the test rig, whose involved parameters are identified through various experiments. Then the model is verified by both step voltage responses and sinusoidal current responses. Meanwhile, vehicle dynamics is modeled to calculate required resistance force for road slope emulation. Moreover, an existing method, vehicle equivalent mass, is utilized to compensate dynamic force of the vehicle body, enabling simulation of regenerative braking without an extra flywheel. Together with test rig’s model that is responsible for converting required resistance force to demanded current reference, the rig’s functions are completed and ready for final verification. As a result, the driver of the DC motor on the rig is found to has lower current limitation than required so that the rig is not able to entirely compensate dynamic force of the car. However, the feasibility of the principle is still proved by the tests. Based on the result, recommendations are given to solve the problem and achieve other improvements in the future. === Detta examensarbete syftar till att slutföra och verifiera kärnfunktioner i en testrigg som är designad och byggd för att emulera körcykler för att mäta energiförbrukningen för elhybridbilar, särskilt ett fordon som heter ELBA från KTH Integrated Transport Research Lab (ITRL). För att uppfylla detta mål skapades en förenklad modell för testriggen, vars parametrar identifieras genom olika experiment. Sedan verifieras modellen av både stegspänningssvar och sinusformade strömsvar. Under tiden modelleras fordonsdynamiken för att beräkna erforderlig motståndskraft för väglöpemulering. Samtidigt modelleras fordonsdynamiken för att beräkna den erforderliga motståndskraften för emulering av väglutningar. Dessutom används en befintlig metod, fordonsekvivalentmassa, för att kompensera fordonskroppens dynamiska kraft, vilket möjliggör simulering av regenerativ bromsning utan extra svänghjul. Tillsammans med testriggens modell som är ansvarig för att konvertera erforderlig motståndskraft till efterfrågad strömreferens, är riggens funktioner färdig och redo för slutlig verifiering. Som ett resultat har föraren av likström motorn på riggen visat sig ha lägre strömbegränsning än vad som krävs så att riggen inte helt kan kompensera bilens dynamiska kraft. Emellertid bevisas principens genomförbarhet fortfarande av testerna. Baserat på resultatet ges rekommendationer för att lösa problemet och uppnå andra förbättringar i framtiden.