基于大數(shù)據(jù)的乘用車油耗與續(xù)駛里程研究

董學(xué)鋒

（北京長城華冠汽車研發(fā)有限公司，北京 101300）

主題詞： 燃油乘用車 燃油消耗 續(xù)駛里程 大數(shù)據(jù)

1 前言

在中國汽車保有量不斷增加，汽車節(jié)能減排的大背景下，電動汽車、混合動力汽車等新能源汽車都已經(jīng)進入市場多年，作為傳統(tǒng)的純?nèi)加推囈延邪俣嗄甑陌l(fā)展史，其技術(shù)不斷進步，產(chǎn)品也越來越好。但由于石油燃料是不可再生的和燃油車的污染物排放，尤其是近年燃油車被認為是霧霾的主要貢獻者，因此燃油車或多或少被人們所詬病。這一是促進了燃油車以節(jié)能減排為中心的進一步開發(fā)，二是促進了新能源汽車的多樣化研發(fā)，其目的是殊途同歸，既要一如既往地滿足人們出行和物流的需求，還要節(jié)能減排、保護環(huán)境。在新能源汽車開發(fā)或使用時，往往與人們較熟知的傳統(tǒng)燃油車作比較，比如續(xù)駛里程，總有“電動汽車的續(xù)駛里程要與汽油車相當(dāng)”等說詞在業(yè)界回響。本文利用現(xiàn)有乘用車的大數(shù)據(jù)，用統(tǒng)計的方法分析、推算汽油乘用車?yán)m(xù)駛里程的區(qū)域范圍。隨著技術(shù)的進步和汽車油耗的不斷降低，油箱容積也需相應(yīng)減??；油箱小了，整車整備質(zhì)量又會下來，油耗又會進一步降低。從而進入節(jié)能減排的良性循環(huán)。

2 燃油消耗、油箱容積與整車整備質(zhì)量

2.1 燃油消耗與整車整備質(zhì)量

對于燃油汽車，國家對其燃油消耗量是有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和限值要求的，其限值是基于整車整備質(zhì)量的。因此本文基于市場汽油乘用車的燃油消耗量（NEDC）與對應(yīng)整車整備質(zhì)量數(shù)據(jù)開始進行分析，設(shè)整車整備質(zhì)量為橫坐標(biāo)，油耗為縱坐標(biāo)，繪出的散點圖1，用線性趨勢線表達。

圖1的中心線為燃油消耗

式中M為整車整備質(zhì)量。

式（2）幾乎覆蓋了所有汽油乘用車燃油消耗量的范圍。

圖1 燃油消耗與整車整備質(zhì)量的關(guān)系

2.2 燃油箱容積與整車整備質(zhì)量

燃油箱的容積大小，決定了一次的最大加油量，但同時作為整車整備質(zhì)量的一部分，燃油箱越大，整車整備質(zhì)量也隨之越大，1 L燃油（連同相應(yīng)增容的箱體）近1 kg的質(zhì)量。因此控制了燃油箱的大小，也就控制了整車整備質(zhì)量，對節(jié)能減排有利。

將車型樣本按整車整備質(zhì)量對應(yīng)的燃油箱容積的制做成二維散點圖（圖2），圖中的平均趨勢線表述為Tr。

圖2 燃油箱容積與整車整備質(zhì)量

式中M為整車整備質(zhì)量，Tr是燃油箱的容積。

整個區(qū)域的散點基本上可以由斜線Tr=1.2×(37.5M+3）和斜線Tr=0.8×(37.5M+3所包圍。如果用整車整備質(zhì)量作為設(shè)計輸入選擇燃油箱容積Tr。

式中k=0.8～1.2，從減重的角度，k選下限為好。

2.3 燃油消耗與燃油箱容積

關(guān)聯(lián)樣本中的燃油消耗率與燃油箱的容積，看二者的對應(yīng)關(guān)系，見圖3，其中縱坐標(biāo)是燃油消耗率，橫坐標(biāo)由整車整備質(zhì)量換成了相應(yīng)的燃油箱容積，散點圖的中心表達式為：

圖3區(qū)域內(nèi)的點，基本在斜線ge=0.7×(0.128Tr)和斜線ge=1.4×(0.128Tr)之間的區(qū)域內(nèi)，從此可得出ge=(0.7～1.4)×(0.128Tr)。如果設(shè)計時，燃油消耗率的目標(biāo)ge已先確定，可由此式算出燃油箱的容積。為了一個燃油箱產(chǎn)品通用多個車型及不同排量的發(fā)動機，燃油箱的容積可按油耗高的計算。

圖3 燃油消耗率與燃油箱容積

3 用戶眾測的燃油消耗量[2]

3.1 轎車手動擋的燃油消耗

如前所述，燃油消耗率是在特定的“NEDC工況”下測定的，通常稱為綜合油耗（或公告油耗），在售車的隨車文件中都能查到。受到使用載荷、道路條件、季節(jié)、駕駛等眾多因素的影響，汽車用戶的實際油耗肯定是大于公告油耗的，圖4是用戶眾測油耗與“NEDC工況”下測得的綜合油耗的對比圖，其數(shù)據(jù)主要來自“小熊網(wǎng)站”。圖中的中心線為：gs=1.18ge，其含義是用戶眾測油耗平均值是綜合油耗的1.18倍，有些最大達到了1.4倍。

圖4 轎車用戶眾測油耗（手動擋）

3.2 轎車自動擋的燃油消耗

自動擋轎車的用戶眾測油耗與“NEDC工況”下的綜合油耗的關(guān)系由圖5表示，自動擋轎車的用戶眾測油耗平均線是：gs=1.32ge，即用戶眾測油耗的平均值是綜合油耗的1.32倍。圖5中也有超過了1.6倍的樣本點。而3.1中的手動擋平均值是1.18倍，顯然，自動擋比手動擋油耗更高。

3.3 SUV車型的燃油消耗

SUV車型在中國很流行，用戶喜歡“高大上”，喜歡“居高臨下”的感覺。但SUV車型高大，整車整備質(zhì)量大、風(fēng)阻大、有全驅(qū)模式，油耗高也是必然的，自動擋SUV的眾測油耗情況見圖6，平均眾測油耗是綜合油耗的1.29倍，最大的超過1.5倍。同是自動擋，3.2的圖5，轎車的倍數(shù)雖大，但實際數(shù)值比SUV小得多，SUV的整備質(zhì)量大，其綜合油耗數(shù)值本身也大。

圖5 轎車用戶眾測油耗（自動擋）

圖6 SUV用戶眾測油耗（自動擋）

4 燃油車的續(xù)駛里程

4.1 NEDC續(xù)駛里程

用燃油箱容積除以NEDC工況油耗（綜合油耗）可得汽車一箱油可行駛的里程，因為用的綜合油耗，這里稱之為NEDC續(xù)駛里程，以示區(qū)別?？傮w共1 416個樣本車型，對應(yīng)整車整備質(zhì)量展開的散點圖見圖7中的左側(cè)部分；按50 km的長度分組計數(shù)，即將續(xù)駛里程分成：200、250、300、350…Sn+50，以此類推，(Sn±25)km的樣本數(shù)，都合算為Sn的樣本數(shù)。從而得到各個里程區(qū)域的樣本數(shù)（或者說是車型數(shù)），見圖7右側(cè)部分柱狀圖；從圖7中可以看出，800（±25）km的樣本數(shù)最多，為187個（車型數(shù)），乘用車NEDC續(xù)駛里程的計算平均值也是800 km；最少是400 km的僅一個車型，450 km的有5個車型，當(dāng)然也有最多的是1 150 km的共14個車型。

4.2 電動與汽油車 NEDC續(xù)駛里程對比

將2019年的電動乘用車（448個車型）與本文的汽油車樣本（1 416個車型）進行比較見圖8，目前電動車主流產(chǎn)品NEDC續(xù)駛里程為400 km，有4個車型達到了650 km的級別[1]，汽油車平均是800 km，但600 km的有111個車型，汽油車?yán)m(xù)航600 km已足夠。

圖7 續(xù)駛里程與整車整備質(zhì)量

圖8 電動與汽油車?yán)m(xù)駛里程對比

4.3 汽油車用戶實際續(xù)駛里程的推算

乘用車的用戶眾測實際油耗如按1.3倍的綜合油耗計算，即本節(jié)將NEDC的油耗值乘1.3或?qū)EDC續(xù)駛里程直接除以1.3，作為推算的用戶實際續(xù)駛里程，得到圖9的柱狀圖，平均值是600 km，最小的300 km，僅一個車型；最多的是900 km，有5個車型。

圖9 推算實際續(xù)駛里程

5 結(jié)束語

為推進節(jié)能減排，合理選擇燃油箱的容積是必要的，實際續(xù)駛里程可控制在450～550 km，或設(shè)定NEDC續(xù)駛里程為550～700 km；通過對傳統(tǒng)乘用車?yán)m(xù)駛里程的統(tǒng)計分析，加深了對續(xù)駛里程的認知，為汽油車和電動車的產(chǎn)品開發(fā)策劃與設(shè)計提供參考。