整车电量平衡计算
多工况下整车电平衡设计与分析
10.16638/ki.1671-7988.2018.16.045多工况下整车电平衡设计与分析程斌，周胜强，李嘉博（华晨汽车工程研究院，辽宁沈阳110141）摘要：电平衡是指发电机、蓄电池、整车用电器一定工况下发电量和用电量达到稳定的平衡状态，文章主要介绍了汽车电平衡的设计流程、目的意义、设计方法（包括模型计算，蓄电池及发电机选型）以及如何进行试验验证。
关键词：电平衡；发电机；蓄电池；整车用电器；计算中图分类号：U462.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)16-124-04The Design And Analysis Of Vehicle Load Balance Under Various ConditionCheng Bin, Zhou Shengqiang, Li Jiabo( Brilliance Automotive Engineering Research Institute, Liaoning Shenyang 110141 )Abstract: Load balance refers to the equilibrium state among generator, battery, the power consumption of the whole vehicle appliances under the certain condition, this article mainly introduced the design of vehicle load balance process, the purpose, significance, design methods (including calculation and selection of the battery and generator) and how to do the test. Keywords: Load Balance; Generator; Battery; Electric Appliance; CalculationCLC NO.: U462.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)16-124-04前言随着科技进步，车联网及智能汽车的高速发展，现代汽车电气设备越来越多，各用电器工作条件及控制策略也越来越复杂，这使得整车耗电量也在逐步增加，如何保证车辆在任何工况下，如低温、车辆静置一段时间以及在极端工况等条件下，发动机都能够正常起动，电气部件能够可靠工作，这是一个重要的课题，从整车角度来讲，这是一个电气系统电能输出及需求的平衡问题，电平衡即汽车电气系统电量匹配平衡，即发电机、蓄电池以及用电负载之间的电能产生及消耗的匹配和相互制约关系[1]，发电机是电能的输出者，用电设备是电能的消耗者，蓄电池则充当为起动机供电，既协助发电机供电，又利用发电机输出电能充电的角色[2]，蓄电池、起动机、发电机以及电气系统作为一个整体，在设计时必须使它们的工作能相互匹配，因此电平衡设计在整车开发中尤为重要。
汽车电平衡的设计计算与验证方法
汽车电平衡的设计计算与验证方法汽车电平衡技术是汽车控制系统中的一项非常重要的技术，在车辆行驶过程中能够有效的提高车辆的稳定性和安全性。
汽车电平衡技术的设计计算以及验证方法是汽车电平衡技术能够正常运行的一项基础工作。
一、设计计算方法1. 模型建立汽车电平衡技术中的控制模型通常采用PID控制模型，模型的建立需要在现有的车辆模型的基础上进行建模。
首先需确定汽车的动力学方程和转向系统方程，然后结合PID控制模型进行控制器的设计。
2. PID控制器设计在进行PID控制器设计前，需要确定汽车动态响应的时间常数，即从偏移到达稳定状态需经过的时间，然后计算出阻尼系数以及共振频率等参数。
最后根据参数进行PID控制器的参数计算。
3. 磨擦特性分析在汽车的运动过程中，磨擦系数对车辆的运动特性至关重要。
因此需要进行磨擦特性分析，以便能够更准确的进行汽车电平衡的控制。
4. 模型模拟验证模型模拟是设计计算工作中的重要环节，通过模型模拟可以快速验证设计的控制方案是否合理和可行。
二、验证方法1. 试驾在进行汽车电平衡技术的验证过程中，需要进行试驾以验证汽车的稳定性和安全性。
试驾的过程中需要注意车辆悬挂系统的调整以及轮胎的气压等参数的设定。
2. 实际测试实际测试环节是验证工作中最重要的部分，需要将设计计算中的理论方案转化为实际操作中的技术方案。
在测试过程中需要关注车辆的悬挂系统、轮胎、电动机以及控制系统等方面的工作表现。
3. 数据分析在实际测试过程中收集的数据需要进行有效的分析和处理工作，以便对汽车电平衡技术的控制方案进行修正和优化。
总的来说，汽车电平衡技术的设计计算与验证方法需要考虑到汽车整车系统的多个方面，需要在理论和实践中进行综合分析和评估，以便能够构建出一个更加高效和稳定的汽车电平衡系统。
在汽车电平衡技术的设计计算与验证方法中，还需要考虑一些其他的因素。
比如说，电平衡技术需要考虑不同路况和驾驶习惯下的不同工作表现，需要结合汽车的实际使用情况进行调整和修改。
整车电量平衡计算
谈汽车电平衡的设计计算及验证方法随着汽车电子电器技术的迅速发展，电器功能日益增多且复杂，对车辆舒适、智能和安全可靠性等要求的提高，整车电平衡的设计及验证尤显重要。
整车电平衡是指发电机、蓄电池、整车用电器在一定时间内的电能产生与消耗达到稳定的一种平衡状态，是重要的整车性能指标。
它体现了发电机的输出能力与整车用电需求的匹配关系，而不同的整车性能目标定义，对整车电平衡的性能要求也是不同的，所以需要有合适的汽车电平衡设计计算和验证方法。
本文主要结合试验数据，分析改进电平衡的设计计算方法；重点结合整车电平衡试验做出动态特性曲线，对电平衡理论计算结果进行验证。
1 汽车电平衡的设计方法汽车电平衡的设计需要考虑发动机参数、整车用电器功率和使用频度等，图1为电平衡设计示意图，描述了电平衡关键零部件选型顺序和各关键零部件的影响因素。
2 关键零部件的计算选型2.1起动机的选型起动机的作用是起动发动机，一般需要起动机以大电流工作2～5s。
发动机的起动特性决定了起动机的性能参数，发动机的起动特性参数包括起动转矩和起动转速。
设定试验测定极限低温工况下的起动转矩为M0，起动转速为n0，由M0和n0可得出起动需求功率P0=M0×n0×2π／60。
根据传动比i和齿轮的啮合效率η（η通常为0.9），可计算出发动机起动过程中起动机的输出参数：转矩M1=M0／i，转速n1=n0×i，功率P1=P0／η。
起动机的输出功率会随温度而变化，再根据起动机温度系数修正出常温下起动机输出的转矩和功率，即可完成起动机的参数选择。
蓄电池最主要的作用是起动发动机，故其选型应先分析起动机（或发动机）的特性。
蓄电池的低温起动电流应大于起动机输出特性曲线图上功率最大点对应的起动电流，以确保实现起动发动机，同时小于功率曲线与力矩曲线交点处对应的电流，在符合条件的蓄电池中选择容量较大者以增加起动发动机的可靠性。
依此原则选择的蓄电池，不会因蓄电池容量选择过大出现浪费及蓄电池体积增大而影响整车的装配空间及质量。
整车电量平衡计算
整车电量平衡计算作者：张婷来源：《科技风》2020年第29期摘要：介绍了整车电量平衡的评定方法和整车电量理论计算方法，并列举实例分析了发电机和蓄电池的选型。
关键词：电平衡;发电机;蓄电池;计算Abstract：The author introduces the power balance evaluation method of vehicle electrical appliances and the theoretical calculation method of whole vehicle.And it gives an example to analyze the type selection of generator and battery.Key words：Load Balance;Generator;Battery;Calculation随着汽车技术的快速发展，汽车电子化程度日益提高，车辆经常出现发电机和蓄电池选型偏小或整车电源系统过剩的整车电平衡问题。
人们对车辆安全性智能性等的需求，使得设计开发初期电平衡计算十分重要。
下文以某款高端皮卡为例，阐明如何通过整车的电量平衡计算选取发电机规格和蓄电池容量以确保整车电量平衡。
1 研究汽车电量平衡的目的图1为汽车电平衡的基本原理图，其主要目的是要求车辆在所有使用工况下，蓄电池、交流发电机与整车用电器三者间的电能产生与消耗达到最佳匹配值并满足以下要求：（1）要求蓄电池随时能提供起动机需要的电流;（2）要求起动机不受温度影响，正常启动发动机;（3）当交流发电机的输出电压低于蓄电池的电压时，则由整车蓄电池放电，此時交流发电机和蓄电池共同对整车用电器供电;（4）当车辆交流发电机的输出电压高于蓄电池的电压时，交流发电机则对蓄电池充电并为整车用电器提供电源。
2 电量平衡的评定方法整车电量平衡的评判标准，可用如下公式来表示：Σ（IinΔtin）>Σ（IoutΔtout）（1）式中：Iin—蓄电池在Δt时间内平均充电电流;Δtin—蓄电池在充电状态下的一个时间段;Iout—蓄电池在Δt时间内平均放电电流;Δtout—蓄电池在放电状态下的一个时间段。
整车电量平衡计算
整车电量平衡计算随着电动汽车的发展，对于电动汽车的整车电量平衡计算越来越受到人们的重视。
电动汽车的整车电量平衡是指整车系统中电池的使用、再生能量的收集、转换和利用、动力分配的平衡调整以及车辆控制相关的各方面措施。
本文将从电池的使用和维护，能量的再生与利用以及整车的动力分配等几个方面来介绍整车电量平衡计算。
1. 电池的使用和维护电池是电动汽车的重要组成部分，不仅影响整车的里程和动力性能，还关系到整车的安全性。
在整车电量平衡计算中，电池的使用和维护是关键问题。
首先，对于电池的使用，需要考虑整车的行驶路线、天气、路况等因素，从而合理地利用电池能量，避免不必要的浪费。
其次，对于电池的维护，需要定期检查电池的容量、电压、内阻等参数，及时发现并解决可能存在的问题，以保证电池的安全、稳定运行。
2. 能量的再生与利用在电动汽车行驶的过程中，能量的再生和利用是一个重要的问题。
通过制动能量的回收和转化，电动汽车可以将一部分动能转化为电能，存储在电池中并使用。
通过能量的再生与利用，不仅可以提高整车的能效，延长整车的行驶里程，还可以减少对电池的充电次数，延长电池的使用寿命。
3. 整车的动力分配整车的动力分配也是整车电量平衡计算中的重要问题。
在电池电量有限的情况下，如何合理分配车辆的动力是一个关键问题。
动力分配需要考虑整车的行驶路线，车辆的载重情况，以及起步、加速、行驶和制动等动作的能耗和效率等因素。
通过基于动力分配的优化算法，可以实现整车动力的最佳化调配，提高整车的能效和性能。
总之，电动汽车的整车电量平衡计算不仅涉及到电池的使用和维护，还包括能量的再生与利用，以及整车的动力分配等多个方面。
通过合理地考虑和处理各个因素之间的关系和影响，可以实现电动汽车的优化控制，提高整车的能效和性能，实现可持续发展。
4. 车辆控制相关措施在整车电量平衡计算中，除了上述三个方面之外，车辆控制相关措施也是非常重要的。
包括电动汽车电控系统的控制算法和软件，以及驾驶员的驾驶行为和习惯等因素。
整车电量平衡计算
Ｃａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ Ｗ ｈ ｏ ｌ ｅ Ｖｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｂａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ
Ｏ Ｕ Ｙ ｉ ｎ ｇ ，Ｌ Ｉ Ｙ ｕ ａ ｎ ，Ｙ Ａ Ｎ Ｇ Ｍｉ ｎ ｇ
（ Ｈｅ ｂ ｅ ｉ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ｘ ｉ ｎ ｇ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｈ ｉ ｌ ｅ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｂ ａ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ ０ ７ ｌ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
工况 下 总 电流的 １ ． ２ 倍。 ２ ）常 用行 驶 速 度 （ ４ ０ｋ ｍ ／ ｈ ） 时 ，发 电机 输 出 电流 大 于极 限 工况 （ 夏季 雨 夜 ）最 大 电 流 ，并 保 证 ６ Ａ 以上 的充 电电流 。 ３ ）怠速 时 ，发 电机 输 出 电流 大 于 白 天 怠速 常
１ 交 流 发 电 机 的 选 用 原 则
４ ）怠速 极 限工 况 时 ，发 电机 的发 电量 大 于此
时用 电量 。如 果发 电机发 电 量 不满 足要 求 ．则 以极 限用 电２ ｈ 、蓄电池 容量 保证 ７ ５ ％为原 则计算 。
２ 整车 主要 工况 的用 电量 计算 保 证 整 个 电 器 系 统 的 输 入 与 输 出 总 电 量 的
， ｆ ＝ ∑ Ｋ ｉ ｅ ｅ ｌ
ｉ Ｕ
发 电机 功 率 的 选 择 ，应 保 证 供 给 用 电 设 备 电 能 和满 足 蓄 电池 充 电 的 要 求 。选 用 时 应 遵 循 以下
汽 车 电器 系统 的电量 平衡 ］ ．是 指汽 车发 电机 、 蓄电 池 和其他 各 种用 电设 备之 间电能 产 生和１ 消 耗 的 相 互 制约 关 系 蓄 电池与 起 动机 、发 电机 及 整 车 电器是 一 个 电 能 供 需关 联 系统 。蓄 电 池 的主要 作 用是 向起 动 机 供
客车整车电量平衡计算
功率，既能够保证车辆在恶劣气候环境和不同地区条 件下可以正常运营，又能降低蓄电池消耗量和成 本［３］；既能延长发电机和蓄电池的寿命，又能降低发 电机成本和油耗量。本文以海格牌ＫＬＱ６１０９Ｔ 车型 为例进行论述。
起动机启动转速必须大于发动机能够启动并自
行运转的最低曲轴转速ｎｍｉｎ，柴油发动机一般为
。 发动机的启动功率 １００ ～ １５０ ｒ ／ ｍｉｎ ＷＰ６ ２００Ｅ４０
２ １ １ 根据启动功率估算蓄电池额定容量
在整车电器系统中，蓄电池的主要功能之一是当
发动机启动时向起动机提供大电流，故以启动容量为
依据计算选择蓄电池。蓄电池额定容量Ｃ２０按经验公
式（３）计算：
Ｃ２０ ＝ Ｃ×Ｐ′ ／ Ｕ
力矩３ 项。
作者简介：聂石启（１９７９—），男，硕士研究生；高级工程师；主要从事汽车电器系统的设计研发工作。
第１ 期 聂石启：客车整车电量平衡计算
３９
１ ４ 起动机传动比选择
２００ Ａｈ 的蓄电池。
计算起动机的传动比一般以最大功率点的起动 ２ ２ 蓄电池－１８ ℃冷启动电流ＣＣＡ 的确定
机转速为依据，并使拖动发动机的转速高于发动机能 蓄电池的冷启动电流直接关系到起动机的启动
够启动成功的转速［６］。根据起动机工作特性可知，起 性能，蓄电池的冷启动电流应大于起动机功率曲线上
动机最大功率点一般在１／２ 最大制动电流处。鉴于 功率最大点对应的启动电流，同时小于功率曲线与扭
柴油发动机的转速较高，传动比较小，因此一般选取 矩曲线交点对应的电流。从图１ 所示的２４ Ｖ／６ ｋＷ
是客车上的主电源设备，除在正常运行状态下保证整 为６ ７５ Ｌ，计算出：
车用电设备（除起动机外）的用电量外，还要向蓄电 （ ） （ ）· Ｍ＝ ７０ ～ ７５ ×６ ７５ ＝ ４７２ ５ ～ ５０６ ２５ Ｎ ｍ
整车电量平衡计算
整车电量平衡计算整车电量平衡是指在一辆电动汽车中，各个部件之间电量的平衡分配。
电动汽车的主要部件包括电池、电机、驱动控制系统等。
要保证整车电量平衡，需要合理分配电池的电量以满足电机的工作需要，并且通过控制系统对电量进行监测和调节。
首先，电池是电动汽车中最重要的能量储存器，其电量的分配和管理直接影响整车的行驶性能和续航里程。
电池的电量平衡可以通过以下几个方面来实现：1.整车电量管理系统：整车电量管理系统可以对电池组进行监测和管理。
通过传感器和电池管理单元（BMS），可以实时监测电池的电压、电流、温度等参数，并根据车辆的行驶状态和电池组的状态来动态调整电量的分配。
2.电池单体均衡：电池组由多个电池单体组成，每个电池单体的电压和电量可能存在差异。
为了保持电池组的电量平衡，需要对电池单体进行均衡充放电。
通常采用的方法是通过BMS控制每个单体的充放电速率，使电池单体的电压和电量尽量保持一致。
3.能量回收：在制动和减速过程中，电动汽车可以通过电机的反向工作将动能转化为电能，然后储存在电池中，实现能量回收。
这样可以延长电池的续航里程，并减少电池的充电次数，从而提高电池的寿命。
4.充电管理：对于电动汽车来说，充电是电量平衡的重要环节。
通过合理的充电策略，可以使电池组的电量分配达到最佳状态。
例如，可以根据电池的SOC （State of Charge）情况来调整充电速率，使各个单体之间的电量尽量均衡。
按照以上的原则和方法，可以对整车的电量进行平衡计算。
整车电量平衡计算主要包括以下几个方面：1.系统设计：在设计电动汽车的整车电系统时，需要根据车辆的使用需求、行驶里程和电池组的容量等因素，确定整车电量的分配策略和参数。
2.电池管理系统：通过电池管理系统对电池组进行监测和管理，可以实时获得电池的电量情况，并进行电量平衡计算和调整。
3.充电策略：根据电池的SOC情况和车辆的使用需求，制定合理的充电策略。
充电策略可以包括充电速率、充电时间和充电方式等。
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谈汽车电平衡的设计计算及验证方法随着汽车电子电器技术的迅速发展，电器功能日益增多且复杂，对车辆舒适、智能和安全可靠性等要求的提高，整车电平衡的设计及验证尤显重要。
整车电平衡是指发电机、蓄电池、整车用电器在一定时间内的电能产生与消耗达到稳定的一种平衡状态，是重要的整车性能指标。
它体现了发电机的输出能力与整车用电需求的匹配关系，而不同的整车性能目标定义，对整车电平衡的性能要求也是不同的，所以需要有合适的汽车电平衡设计计算和验证方法。
本文主要结合试验数据，分析改进电平衡的设计计算方法；重点结合整车电平衡试验做出动态特性曲线，对电平衡理论计算结果进行验证。
1 汽车电平衡的设计方法汽车电平衡的设计需要考虑发动机参数、整车用电器功率和使用频度等，图1为电平衡设计示意图，描述了电平衡关键零部件选型顺序和各关键零部件的影响因素。
2 关键零部件的计算选型2.1起动机的选型起动机的作用是起动发动机，一般需要起动机以大电流工作2～5s。
发动机的起动特性决定了起动机的性能参数，发动机的起动特性参数包括起动转矩和起动转速。
设定试验测定极限低温工况下的起动转矩为M0，起动转速为n0，由M0和n0可得出起动需求功率P0=M0×n0×2π／60。
根据传动比i和齿轮的啮合效率η（η通常为0.9），可计算出发动机起动过程中起动机的输出参数：转矩M1=M0／i，转速n1=n0×i，功率P1=P0／η。
起动机的输出功率会随温度而变化，再根据起动机温度系数修正出常温下起动机输出的转矩和功率，即可完成起动机的参数选择。
蓄电池最主要的作用是起动发动机，故其选型应先分析起动机（或发动机）的特性。
蓄电池的低温起动电流应大于起动机输出特性曲线图上功率最大点对应的起动电流，以确保实现起动发动机，同时小于功率曲线与力矩曲线交点处对应的电流，在符合条件的蓄电池中选择容量较大者以增加起动发动机的可靠性。
依此原则选择的蓄电池，不会因蓄电池容量选择过大出现浪费及蓄电池体积增大而影响整车的装配空间及质量。
车辆在长途运输或长时停放后应能起动发动机，所以在蓄电池选型时，需考虑整车静态电流的验证。
整车静态电流计算公式为I静=C20×（90%-65%-1‰×T）／（T×24）（1）式中：I静———整车静态电流；90%———下线时，蓄电池的实际容量与额定容量的百分比；65%———确保车辆正常起动的蓄电池最低实际电量与额定电量的百分比；1‰———蓄电池1天的自损耗率；T———储运时间；C20———蓄电池的20h率额定容量，Ah。
最后，根据蓄电池的布置位置、车辆销售区域及主要用途等，微调蓄电池的参数。
以奇瑞公司某在研车型M为例，根据发动机起动转矩和起动转速选择了1.3kW起动机。
该起动机输出特性曲线如图2所示。
根据蓄电池选型方法，结合图2，选择蓄电池放电电流应为260～500A，符合条件的蓄电池容量为45Ah（冷起动电流为425A）和60Ah（冷起动电流为480A），可初选蓄电池的容量为60Ah。
根据式（1）可知，若储运时间要求为45天，蓄电池容量为60Ah，得：I静=11.4mA，故整车静态电流须小于11.4mA。
发电机的作用：在发动机运转状态下，发出电量既满足整车用电器用电量需求，同时还能补充蓄电池消耗的电能。
发电机是汽车的主要电能来源，考虑到保证整车用电设备的电量供给，提高发动机的动力性，发电机功率的选择应保证满足整车的正常电器用电量和蓄电池充电量。
发电机的发电能力主要与发电机的转速有关，随着转速的提高，发电机的发电量逐渐增大。
图3为3种型号发电机转速与输出电流的关系。
整车用电器的电能消耗量主要与整车用电器在各运行工况下的使用频度相关。
通过计算发电机的发电能力与整车用电器用电量的关系进行发电机的选型。
计算整车用电器功率主要有2种方法。
方法1：根据汽车电器用电性质，把汽车电器分为3类：Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。
Ⅰ类为汽车行驶过程中必须长期使用，包括无条件长期使用（如油泵）和有条件长期使用（如冷却风扇）的用电器；Ⅱ类为安全行驶必备的短期使用的用电器（如转向灯）；Ⅲ类为改善乘车舒适性而随机使用的用电器（如电动门窗）。
整车用电电流为：I加权=Ii×μi。
方法2：以某一具体工况（通常采用夏季雨夜或冬季雪夜工况高功耗）为代表，计算用电器功率，此时用电器使用最多，功率最大。
以奇瑞公司某在研SUV为例，表1为该SUV用电器电量需求表。
按照方法1计算夏季和冬季用电器负载大小分别为109.1A和96.3A，据此判断应选择发电量为110A的发电机。
同理，参考表1按照方法2，可计算出夏季雨夜和冬季雪夜最恶劣工况下用电器消耗电流分别为111.8A和95.3A。
3 汽车电平衡的验证分析整车电平衡验证通过静态平衡和动态平衡两方面来验证。
图4为电平衡的验证方法示意图。
3.1静态平衡1）静态电流关闭所有用电器并锁好车辆，使其进入休眠状态后（即电流没有明显变化），记录此时的电流值，确认整车在静止状态下耗电量。
2）低温最低起动容量使用充电量为20%、30%、40%、50%的铅酸蓄电池，在低温-30℃条件下，测试整车的起动情况，考核蓄电池的低温起动能力。
3）蓄电池自放电电流蓄电池自放电是电平衡的一个重要参数，不同的蓄电池厂商此电流会有不同，因此需要与蓄电池厂商共同确认，以保证设计时选型的定义。
4）汽车用电器负载测量将汽车以一般用电状态运行30min，使汽车内蓄电池达到一定电量水平，保持蓄电池电压基本稳定。
这时测量各主要用电器在高功耗、低功耗和一般功耗的耗电量，尤其是最高值，以确保实测值与理论值吻合。
3.2动态平衡动态平衡通过汽车电平衡道路试验来验证。
通过测量汽车在各典型工况下发电机、蓄电池及用电器的用电状态和车内各关键部件处的温度状态，来全面评测实车的电平衡状态。
道路试验所需设备：数据采集器，电流传感器（蓄电池充放电电流测量精度要达到0.2%以上，量程500A以内，采用闭口的电流传感器，其它采用开口的电流传感器），万用表，笔记本计算机，数字采集软件和通用蓄电池测试仪。
道路试验测试参数：通过监控电流、电压及温度值，测量蓄电池充放电电流、发电机发电电流、用电器耗电总电流、发电机端电压与蓄电池端电压。
另根据特殊要求测量点，测量蓄电池周围温度、发电机外壳温度、环境温度、车内温度等。
蓄电池预处理：先将样车上的蓄电池拆下，用通用蓄电池测试仪以16V恒压充电2h，然后以4A恒流充电1h，再以C20／20A的电流放电到10.5V，测出蓄电池C20。
在对蓄电池进行完全充电，然后以I20放电到蓄电池测量容量的50%，此时蓄电池内剩余50%的电量，测量蓄电池电压。
蓄电池电量与其充电电流关系密切，电量越低，充电电流越大，统一蓄电池电量，以保证试验的一致性和可重复性。
汽车负载确定：汽车运行时，其电气负载常处于不同状态，一般选择高功率和低功耗进行试验，不同功耗的定义见表2。
因发电机发电能力与发动机转速有关，而发动机转速又与汽车行驶的工况有关，故在进行试验时要对多种工况进行试验。
主要的试验工况有怠速工况、城市工况、高速公路工况、山区公路工况。
表3为各工况试验目的。
3.2.1蓄电池电量比蓄电池电量比Q定义为Q＝Q后／Q前式中：Q前———电平衡道路试验前蓄电池内的电量（以20小时率容量表示）；Q后———电平衡道路试验后蓄电池内的电量（以20小时率容量表示）。
若Q值大于1.8，则说明发电机容量设计偏大；若Q值小于1.4，则说明发电机容量设计偏小。
3.2.2蓄电池充放电比值通过分析蓄电池充放电比值，来确定汽车的电平衡状态。
在采集到的蓄电池电流中筛选出充电电流与放电电流，然后按下列公式计算K值。
式中：K———蓄电池充放电电流比；in———第n次充电电流数据，A；jm ———第m次放电电流数据，A；tn———第n次充电电流采集间隔的时间，s；tm ———第m次放电电流采集间隔的时间，s。
要求蓄电池充放电电流比K：1<K<6；其中在高功耗情况下要求K>1，一般功耗情况下要求K<6。
当K<1时，发电机容量设计偏小；当K>6时，发电机容量设计偏大。
3.2.3电气动态特性曲线电气系统的动态特性曲线是在一个行驶循环下，蓄电池电压随蓄电池电流的变化。
该特性曲线（包络线）反映了蓄电池、发动机、用电器、温度、转速和发动机与发电机传动比等各部件的相互作用。
特性曲线主要从以下几方面分析。
1）纵坐标纵坐标的电压值，是车辆起动后从蓄电池两端测得的电压，该值为发电机端电压减去发电回路电压降得到，定义为U。
电压U与发电机电流I的关系如图5所示。
由图5可知，某一特定发电机转速n对应In，当用电器电流I＞In时，会造成电压U大幅度地下降。
忽略发电机回路电压降的影响，电压U可表示为发电机电压，该值与发动机转速、用电器电流、发电机的温度有关。
蓄电池、发电机平衡状态的电气动态特性曲线如图6所示。
U0为发电机额定电压，对于无电压动态调节系统的发电机为14.4±0.1V，取U0=14.5V；对于有电压动态调节系统的发电机，U0取发电机允许额定电压的最大值。
U1为发电机平衡状态，发电机满足用电器和蓄电池充电，裕量为0。
从发电机效率分析，在U1之上为发电机有部分裕量，还有发电潜力；特性曲线尽可能地靠近U1，这样发电机功率得到充分利用，又不会造成蓄电池亏电。
对于有电压动态调节系统的发电机，还应从其它方面（如充电电压）设定U1的值，把U1定为13.5V。
U2为蓄电池平衡状态，发电机仅满足用电器需求。
在蓄电池平衡线U2之下，蓄电池处于放电较深、不饱和状态，是不希望出现的状态。
考虑到试验时蓄电池初始容量为50%，整车下线时，蓄电池容量要求达到90%以上，故U2定为12.5V。
2）横坐标横坐标表示蓄电池充放电电流，在发电机满足负载需求条件下，分析横坐标充放电电流与蓄电池的关系，通过试验数据分析，-40～40A比较合理。
3）纵轴右侧比例城市高功耗电平衡试验后，要求充电量要比放电量大，曲线在纵轴右侧为蓄电池充放电电流大于0，蓄电池处于充电状态，所以右侧数据量应大于左侧。
通过以上分析，可以定义电气系统动态特性曲线理想范围，如图7所示。
矩形内为理想特性曲线分布范围，所以城市高功耗工况理想电气系统动态特性曲线应该是纵坐标值，主要分布在12.5～14.5V，横坐标范围应主要分布在-40～40A。
当纵轴电压在（U2，U1）和＜U1比例较大，发电机功率选择偏小；当纵轴电压90%以上在（U1，U0），发电机电压偏高，发电机功率选择偏大；当纵轴右侧数据量占总数据量大于60%，（U1，U0）比例大于60%，发电机发电裕量小于5A，相对合理，可以保证车辆的电平衡。