使用工況對純電動汽車續(xù)駛里程影響研究

張 臣趙 陽李穎林潘大磊呂 碩 Zhang ChenZhao YangLi YinglinPan DaleiLü Shuo

使用工況對純電動汽車續(xù)駛里程影響研究

張 臣1，2，趙 陽1，2，李穎林1，2，潘大磊1，2，呂 碩1，2
Zhang Chen，Zhao Yang，Li Yinglin，Pan Dalei，Lü Shuo

（1. 國家汽車質量監(jiān)督檢驗中心（北京），北京 101300；2. 北京汽車研究所有限公司，北京 100079）

依據(jù)《2017年北京市新能源小客車產(chǎn)品質量安全風險監(jiān)測實施方案》和《北京市示范應用新能源小客車符合性驗證實施方案（2014版）》，隨機抽取預售新車作為試驗樣車進行常溫續(xù)駛里程、-15℃低溫續(xù)駛里程、-15℃低溫充電性能、40℃高溫續(xù)駛里程和40℃高溫充電性能等試驗。通過結果的統(tǒng)計和分析，得到低溫不開暖風、低溫開暖風、高溫開空調等不同使用工況對純電動汽車續(xù)駛里程的影響規(guī)律。

使用工況；純電動汽車；續(xù)駛里程；高低溫

0 引 言

目前純電動汽車依然處于研發(fā)和推廣應用階段，其產(chǎn)品質量狀況和安全標準體系在不斷改進，產(chǎn)品質量被社會廣泛關注，尤其是續(xù)駛里程，一直飽受消費者詬病，新聞媒體曾報道過電動汽車續(xù)航里程虛高的問題[1]。

通過對隨機抽取的預售新車進行常溫續(xù)駛里程、-15℃低溫續(xù)駛里程、-15℃低溫充電性能、40℃高溫續(xù)駛里程和40℃高溫充電性能等試驗，得到不同使用工況對純電動汽車續(xù)駛里程的影響規(guī)律。

1 測試方法

車輛測試方法依據(jù)《2017年北京市新能源小客車產(chǎn)品質量安全風險監(jiān)測實施方案》和《北京市示范應用新能源小客車符合性驗證實施方案（2014版）》制定，具體項目及試驗方法見表1，所用試驗設備見表2。

續(xù)表1

表2 試驗設備

2 測試過程

2.1 樣車選取

以進入《北京市示范應用新能源小客車產(chǎn)品備案信息（2017年版）》[3]且市場保有量較高的車型為樣車選取范圍，以全市4S店和車輛生產(chǎn)企業(yè)為樣車來源，進行隨機選取，共有8個車型的8輛車入選，具體見表3。

表3 樣車信息

2.2 測試試驗

續(xù)駛里程試驗過程如下：

1）車輛驅動輪置于底盤測功機的轉鼓上，非驅動輪固定在地板上；

2）底盤測功機根據(jù)車輛整備質量設定阻力；

3）駕駛員按照提示駕駛車輛，進行NEDC（New European Driving Cycle，新歐洲標準行駛循環(huán)）運轉；

4）按照GB/T 18386—2005中的規(guī)定記錄續(xù)駛里程。

試驗照片如圖1所示。

圖1 續(xù)駛里程試驗

3 測試結果及分析

3.1 常溫續(xù)駛里程試驗結果及分析

按表1中的試驗方法對樣車進行常溫續(xù)駛里程試驗，測試結果如圖2所示。

圖2 常溫續(xù)駛里程結果

由圖2可知，除3號試驗樣車外，其他各試驗樣車的實際測試結果均高于公告值，7輛樣車的實測續(xù)駛里程超出了公告續(xù)駛里程的0.8%～25%。3號樣車在剩余電量低于一定值后采取了限功率保護措施，導致續(xù)駛里程測試結果低于公告值。

此外，實測常溫續(xù)駛里程超過250 km的車型(4～8號樣車)占比達62.5%，2014 —2015年測試車型中占比為26.7%，與兩年前測試車型[4]相比提升35.8%。

3.2 低溫續(xù)駛里程試驗結果及分析

3.2.1 低溫不開暖風續(xù)駛里程測試結果分析

對選取的8輛試驗樣車進行不開暖風低溫續(xù)駛里程測試，結果見表4。

表4 低溫不開暖風續(xù)駛里程測試結果

續(xù)表4

注：表中續(xù)駛里程變化率=（常溫續(xù)駛里程-高/低溫續(xù)駛里程）/常溫續(xù)駛里程；充電電量變化量=常溫充電電量-高/低溫充電電量。

由表4可知，低溫對電動汽車續(xù)駛里程影響很大。6號樣車在低溫條件下無法充電，未進行低溫續(xù)駛里程測試。對于其他7輛樣車，在-15℃環(huán)境條件下，低溫不開暖風續(xù)駛里程相對常溫續(xù)駛里程降低了6.1%～34.5%，續(xù)駛里程平均降低25.5%；其中，1號樣車降低最多，為34.5%，3號樣車降低最少，為6.1%。

7號樣車使用了專用充電樁，無法進行電量測量。這樣除去6號和7號樣車，比較其他5輛樣車在試驗結束后的充電電量可知，常溫續(xù)駛結束后的充電電量均高于低溫續(xù)駛結束后的充電電量；其中試驗結果中1號樣車相差最多，達到38.6%，如果計算充電過程中電池加熱系統(tǒng)的電量損耗，則電量差會更加明顯；由此可見，電池充電能力受低溫影響較大，電池無法正常充滿且無法正常放電是導致續(xù)駛里程降低的一個重要因素。

3.2.2 低溫開暖風續(xù)駛里程測試結果分析

對選取的8輛試驗樣車進行低溫開暖風續(xù)駛里程測試，結果見表5，低溫不開暖風、開暖風及常溫下的續(xù)駛里程對比如圖3所示。

表5 低溫開暖風續(xù)駛里程測試結果

圖3 低溫開暖風、不開暖風和常溫續(xù)駛里程測試結果對比

表6 開關暖風續(xù)駛里程變化率

注：表中開關暖風續(xù)駛里程變化率=（低溫開暖風續(xù)駛里程-低溫不開暖風續(xù)駛里程）/低溫不開暖風續(xù)駛里程。

由表5及圖3可知，在低溫條件下行駛，如果駕駛員開啟暖風系統(tǒng)，車輛續(xù)駛里程急劇下降。6號樣車低溫條件下無法充電，7號樣車由于使用專用充電樁無法進行電量測量。對于其他5輛樣車，在-15℃環(huán)境條件下，低溫開暖風續(xù)駛里程相對常溫續(xù)駛里程降低23%～57%，3號樣車下降最少，為22.9%，其他樣車下降比率均在50%左右，平均下降率為46.1%。

從表6可以看出，與不開暖風時的續(xù)駛里程相比，開啟暖風系統(tǒng)后各試驗樣車的續(xù)駛里程變化率在17.9%～40%范圍內。由于電動汽車與傳統(tǒng)汽車的暖風系統(tǒng)有較大差別，傳統(tǒng)車利用發(fā)動機散熱作為熱源，對油耗影響較小，而電動車熱源主要是動力電池供電的加熱系統(tǒng)，消耗了大量的電能，導致續(xù)駛里程減少。

通過比較試驗結束后的充電電量可以發(fā)現(xiàn)，常溫充電電量均高于低溫時充電電量，這與低溫不開暖風續(xù)駛里程試驗中的測試結果相吻合。

3.3 高溫續(xù)駛里程試驗結果及分析

考慮用戶實際使用情況，在夏季高溫環(huán)境駕駛車輛時均會打開車內空調，故對選取的8輛試驗樣車進行高溫開空調續(xù)駛里程測試，結果見表7。

表7 高溫開空調續(xù)駛里程測試結果

由表7可知，高溫環(huán)境開空調對電動汽車續(xù)駛里程影響較大，高溫續(xù)駛里程相對常溫續(xù)駛里程降低了13.2%~28.6%，2號樣車下降最多，達到28.6%，7號樣車下降最少，為13.2%，平均下降率為18.1%。除1號和2號樣車外，其他樣車結束試驗后剩余電量均為0。

通過比較試驗結束后的充電電量可以發(fā)現(xiàn)，高溫充電電量與常溫充電電量基本一致，甚至略有提升。這說明高溫環(huán)境條件對電池充放電的影響不大，與常溫條件基本相同，導致續(xù)駛里程下降的主要因素是開啟了空調系統(tǒng)。

由于高溫續(xù)駛里程試驗過程中未開啟陽光模擬裝置，車內溫度比夏天高溫強光照條件下的溫度要低，當車內溫度達到規(guī)定的（26±3）℃以后，空調系統(tǒng)均保持在最小風量和最低制冷量狀態(tài)。在夏季高溫條件下，當空調負荷較大時，實際續(xù)駛里程將比本次測試結果更低。

4 結 論

根據(jù)上述測試結果，得到不同使用工況對純電動汽車續(xù)駛里程的影響規(guī)律：

1）在低溫不開暖風工況下，動力電池的充、放電能力變差，續(xù)駛里程有所減少。在-15℃環(huán)境條件下，低溫不開暖風續(xù)駛里程與常溫續(xù)駛里程相比平均降低25.5%。

2）在低溫開暖風工況下，續(xù)駛里程大幅降低。在-15℃環(huán)境條件下，低溫開暖風續(xù)駛里程與常溫續(xù)駛里程相比平均降低46.1%。

3）高溫環(huán)境下開空調對電動汽車續(xù)駛里程的影響小于低溫環(huán)境的影響。在40℃環(huán)境條件下，高溫開空調續(xù)駛里程與常溫續(xù)駛里程相比平均降低18.1%，小于低溫下開啟空調時續(xù)駛里程的下降率46.1%。

針對當前測試結果，電動汽車生產(chǎn)企業(yè)應增加或升級動力電池溫度管理系統(tǒng)，確保動力電池能夠在最佳溫度進行工作。此外，還可以從提高動力電池能量密度、提升空調和暖風系統(tǒng)的工作效率等方面采取措施，減少高、低溫條件下續(xù)駛里程的衰減。

[1]工業(yè)和信息化部，國家發(fā)展改革委，科技部.汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].(2017-04-25) [2020-06-10]. http://www.miit.gov.cn/ n1146295/ n1652858/n1652930/n3757018/c5600356/content.html .

[2]中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標準化管理委員會. 電動汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法：GB/T 18386-2005 [S].北京：中國標準出版社.

[3]北京市經(jīng)濟和信息化局.北京市示范應用新能源小客車產(chǎn)品備案信息（2017年版）[EB/OL].(2017-12-22)[2020-06-10]. http://jxj. beijing. gov.cn/jxsj/ztsjk/201911/t20191120_514259.html.

[4]李穎林，趙陽，潘大磊，等.北京市新能源小客車續(xù)駛里程測試研究[J].北京汽車.2018 (02):37-40, 46.

2020-06-12

U469.72

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2020.05.003

1002-4581（2020）05-0012-04