基于EB-PAC的純電動(dòng)公交車測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析

馬琦媛， 楊 超

(1.中國(guó)公路車輛機(jī)械有限公司， 中國(guó)公路學(xué)會(huì)客車分會(huì)， 北京 100013； 2.招商局檢測(cè)車輛技術(shù)研究院有限公司， 電動(dòng)汽車安全評(píng)價(jià)重慶市工業(yè)和信息化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 重慶 401329)

自2016年起，每年新增及更換的公交車輛中電動(dòng)公交車占比均超過85%，2021年占比達(dá)98.9%。截至2021年底中國(guó)電動(dòng)公交車超過50萬輛、占比超過65%[1-2]。文獻(xiàn)[3]、[4]明確提出到2025年城市電動(dòng)公交車輛占比提高到72%。為持續(xù)深入貫徹“綠色出行和公交優(yōu)先”發(fā)展戰(zhàn)略，落實(shí)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》[5]，推動(dòng)電動(dòng)公交車技術(shù)進(jìn)步。由交通運(yùn)輸部運(yùn)輸服務(wù)司指導(dǎo)，交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院、中國(guó)公路學(xué)會(huì)客車分會(huì)、中國(guó)道路運(yùn)輸協(xié)會(huì)城市客運(yùn)分會(huì)、國(guó)家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心等機(jī)構(gòu)聯(lián)合主辦的全國(guó)新能源公交車性能評(píng)價(jià)賽(簡(jiǎn)稱EB-PAC)已于2018年至2020年成功舉辦了三屆[6-9]。本文對(duì)這三屆的評(píng)價(jià)項(xiàng)目、評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，并提出有關(guān)建議。

1 評(píng)價(jià)項(xiàng)目差異

三屆EB-PAC評(píng)價(jià)賽結(jié)合公交行業(yè)電動(dòng)車輛的應(yīng)用場(chǎng)景，選取最具代表性的公交實(shí)際運(yùn)行工況，聚焦用戶關(guān)心的技術(shù)性能，從節(jié)能水平(百公里電耗)、續(xù)駛里程、動(dòng)力性、舒適性、EMC(電磁兼容)及安全性等方面對(duì)電動(dòng)公交車進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)。其中，動(dòng)力性包括爬坡性能和加速性能；舒適性包括勻速、加速行駛車內(nèi)噪聲和平順性；EMC(電磁兼容)包括勻速、加速行駛低頻磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度。這三屆的評(píng)價(jià)項(xiàng)目主要差異如下：

1) 節(jié)能水平(百公里電耗)、續(xù)駛里程的行駛工況及能耗測(cè)量方式不同。電動(dòng)公交車法規(guī)檢測(cè)時(shí)按GB/T 18386—2017的規(guī)定進(jìn)行40 km/h等速法試驗(yàn)[10]，與實(shí)際運(yùn)行工況存在一定的差異，故2018及2019采用自行定義的模擬城市公交運(yùn)行工況(即自定義工況)行駛12個(gè)循環(huán)、共55.4 km，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法在循環(huán)工況前后將車輛充電至滿電量狀態(tài)、記錄測(cè)試充電量來測(cè)量能耗；2020按GB/T 38146.2—2019規(guī)定的中國(guó)城市客車行駛工況(CHTC-B)[11]行駛10個(gè)循環(huán)、共54.9 km，使用功率分析儀在循環(huán)工況中測(cè)量能耗，并增加模擬上下客工況、輪換駕駛員降低駕駛員操作影響等內(nèi)容。自定義工況與CHTC-B每個(gè)循環(huán)的主要差異見表1。

表1 自定工況與CHTC-B標(biāo)準(zhǔn)工況的主要差異

2) 動(dòng)力性能加速時(shí)間測(cè)試方法不同。2018采用0～50 km/h加速時(shí)間，電動(dòng)公交車這種加速工況較少，2019及2020更新為30～60 km/h加速時(shí)間。

3) 舒適性中車內(nèi)噪聲、平順性不同。2019及2020增加了平順性項(xiàng)目，2019平順性的測(cè)試車速為30 km/h勻速，2020平順性的測(cè)試車速更新為40 km/h勻速。2020增加了0～50 km/h加速行駛車內(nèi)噪聲項(xiàng)目。

4) 安全性項(xiàng)目不同。2019及2020增加了涉水安全測(cè)試項(xiàng)目，并作為否決項(xiàng)，出現(xiàn)安全性故障便不進(jìn)行各單項(xiàng)獎(jiǎng)和全能獎(jiǎng)的評(píng)比。

5) EMC(電磁兼容)項(xiàng)目不同。2020增加了低頻磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度EMC(電磁兼容)測(cè)試項(xiàng)目，作為附加項(xiàng)、不進(jìn)行評(píng)分。參照GB/T 37130—2018進(jìn)行0～60 km/h加速、40 km/h勻速兩種工況測(cè)試[12]。為以后是否將EMC納入EB-PAC正式評(píng)價(jià)項(xiàng)目作技術(shù)摸底。

6) 評(píng)價(jià)規(guī)則不同。2018各單項(xiàng)獎(jiǎng)、全能獎(jiǎng)之間無相互關(guān)聯(lián)；2019續(xù)駛里程評(píng)獎(jiǎng)的車型，其節(jié)能水平的排名須位于節(jié)能平均水平及以上，綜合性能評(píng)獎(jiǎng)的車型，其各單項(xiàng)成績(jī)的排名須位于各單項(xiàng)的平均水平及以上；2020的關(guān)聯(lián)規(guī)則更嚴(yán)格，續(xù)駛里程評(píng)獎(jiǎng)的車型，其節(jié)能水平的排名須位于節(jié)能平均水平及以上，節(jié)能評(píng)獎(jiǎng)的車型，其動(dòng)力性水平的排名不能為最后一名，綜合性能評(píng)獎(jiǎng)的車型，其各單項(xiàng)成績(jī)的排名須位于各單項(xiàng)的平均水平及以上。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果差異及建議

2.1 節(jié)能水平

三屆EB-PAC評(píng)價(jià)賽，各組車型的百公里電耗平均值、組內(nèi)最大值與最小值的比值見表2。

表2 百公里電耗部分?jǐn)?shù)據(jù)

各組節(jié)能水平逐屆均有所提高，2020年8～9 m組節(jié)能水平較顯著、提高約15.6%。各組內(nèi)差距較大，最大值與最小值之比處于1.40～1.82之間，2020年組內(nèi)車輛差距有所減小、11～12 m組較為明顯。

2.2 續(xù)駛里程水平

續(xù)駛里程水平與車輛總儲(chǔ)電量、節(jié)能水平相關(guān)。三屆EB-PAC評(píng)價(jià)賽，各組車型車輛總儲(chǔ)電量及續(xù)駛里程的平均值、組內(nèi)最大值與最小值的比值分別見表3、表4。

表3 車輛總儲(chǔ)電量部分?jǐn)?shù)據(jù)

各組車輛總儲(chǔ)電量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但8～9 m組除外(降低16.4%)；各組內(nèi)差距較大，最大值與最小值之比處于1.05～2.32之間，2019年、2020年11～12 m組差距較小。

表4 續(xù)駛里程部分?jǐn)?shù)據(jù)

各組續(xù)駛里程呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但8～9 m組除外(降低1.7%)。組內(nèi)差距大，最大值與最小值之比處于1.48～3.12之間，2020年11～12 m組組內(nèi)車輛差距相對(duì)較小。

2.3 動(dòng)力性能水平

動(dòng)力性能水平包括爬坡性能和加速性能。三屆EB-PAC評(píng)價(jià)賽，各組車型爬坡時(shí)間及加速時(shí)間的平均值、組內(nèi)最大值與最小值的比值分別見表5、表6。

表5 爬坡時(shí)間部分?jǐn)?shù)據(jù)

表6 加速時(shí)間部分?jǐn)?shù)據(jù)

各組爬坡性能有變好后又變差的趨勢(shì)。各組內(nèi)差距較大，最大值與最小值之比處于1.22～1.78之間，2018年11～12 m組差距較大。

2020年較2019年加速性能提升顯著，11～12 m組加速時(shí)間降低26.8%。各組內(nèi)差距較大，最大值與最小值之比處于1.55～2.64之間，2020年11～12 m組組內(nèi)車輛差距相對(duì)較小。

2.4 舒適性能水平

舒適性能水平包括勻速行駛車內(nèi)噪聲、加速行駛車內(nèi)噪聲和平順性。

2.4.1 勻速行駛車內(nèi)噪聲

勻速行駛車內(nèi)噪聲包括駕駛員耳旁噪聲和后橋上方噪聲。三屆EB-PAC評(píng)價(jià)賽各組車型駕駛員耳旁和后橋上方勻速行駛車內(nèi)噪聲的平均值、組內(nèi)最大值與最小值的比值分別見表7、表8。

表7 駕駛員耳旁勻速行駛車內(nèi)噪聲部分?jǐn)?shù)據(jù)

表8 后橋上方勻速行駛車內(nèi)噪聲部分?jǐn)?shù)據(jù)

各組駕駛員耳旁勻速行駛車內(nèi)噪聲變化不大，8～9 m組降低1.9%。各組內(nèi)差距不大，組內(nèi)最大值與最小值之比處于1.03～1.13之間，8～9 m組組內(nèi)車輛差距較小。

各組后橋上方勻速行駛車內(nèi)噪聲均有所提升，8～9 m組降低3.8%。各組內(nèi)差距不大，組內(nèi)最大值與最小值之比處于1.08～1.19之間，8～9 m組組內(nèi)車輛差距相對(duì)較小。

2.4.2 加速行駛車內(nèi)噪聲

加速行駛車內(nèi)噪聲為2020新增項(xiàng)目，包括駕駛員耳旁噪聲和后橋上方噪聲。

8～9 m組、10～11 m組、11～12 m組各組車型駕駛員耳旁加速行駛車內(nèi)噪聲的平均值分別為70.18 dB(A)、68.68 dB(A)、66.74 dB(A)，組內(nèi)最大值與最小值的比值分別為1.14、1.17、1.13。各組駕駛員耳旁加速行駛車內(nèi)噪聲差異不大，組內(nèi)最大值與最小值之比處于1.13～1.17之間，11～12 m組更優(yōu)。

8～9 m組、10～11 m組、11～12 m組各組車型后橋上方加速行駛車內(nèi)噪聲的平均值分別為74.06 dB(A)、71.98 dB(A)、70.78 dB(A)，組內(nèi)最大值與最小值的比值分別為1.21、1.17、1.14。各組后橋上方加速行駛車內(nèi)噪聲差異不大，組內(nèi)最大值與最小值之比處于1.14～1.21之間，11～12 m組更優(yōu)。

2.4.3 平順性

2019、2020兩屆EB-PAC評(píng)價(jià)賽，各組車型平順性的平均值、組內(nèi)最大值與最小值的比值見表9。

表9 平順性部分?jǐn)?shù)據(jù)

各組平順性變化較大，僅8～9 m組提升8.2%。各組內(nèi)差距極大，組內(nèi)最大值與最小值之比處于1.66～7.92之間，2020年處于1.80～2.02之間，相對(duì)較小。

2.5 EMC(電磁兼容)性能水平

EMC(電磁兼容)性能水平為2020新增附加項(xiàng)目，包括40 km/h勻速、0～60 km/h加速工況駕駛員頭部低頻磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度，各工況的最小裕量(dB)均滿足GB 8702—2014的限值要求[13]。

1) 40 km/h勻速行駛。8～9 m組、10～11 m組、11～12 m組各組車型駕駛員頭部低頻磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度最小裕量的平均值分別為43.46 dB、43.59 dB、43.52 dB，組內(nèi)最大值與最小值的比值分別為1.04、1.06、1.04；各組駕駛員頭部低頻磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度最小裕量差異極小，最大值與最小值的比值不超過1.06。

2) 0～60 km/h加速行駛。8～9 m組、10～11 m組、11～12 m組各組車型駕駛員頭部低頻磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度最小裕量的平均值分別為43.18 dB、43.08 dB、43.29 dB，組內(nèi)最大值與最小值的比值分別為1.03、1.03、1.02；各組駕駛員頭部低頻磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度最小裕量差異極小，最大值與最小值的比值不超過1.03。

2.6 有關(guān)建議

結(jié)合三屆EB-PAC評(píng)價(jià)賽的結(jié)果分析，提出以下建議：

1) 進(jìn)一步優(yōu)化EB-PAC評(píng)價(jià)賽的評(píng)價(jià)項(xiàng)目和規(guī)則。建議增加車內(nèi)其他位置(如車內(nèi)中后部、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)附件處等)的低頻磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度EMC項(xiàng)目及駕駛員操作方面的主觀評(píng)價(jià)項(xiàng)目；進(jìn)一步完善評(píng)價(jià)規(guī)則，適當(dāng)加強(qiáng)有關(guān)獎(jiǎng)項(xiàng)間的關(guān)聯(lián)性，不斷提升評(píng)價(jià)賽的合理性和公平性。

2) 進(jìn)一步提升車輛能量利用率。生產(chǎn)企業(yè)可根據(jù)實(shí)際公交運(yùn)營(yíng)線路，在車輛輕量化設(shè)計(jì)的同時(shí)，適當(dāng)降低車輛總儲(chǔ)電量、合理確定續(xù)駛里程。

3) 建議有關(guān)企業(yè)加大舒適性(特別是平順性)等行業(yè)先進(jìn)水平差距較大項(xiàng)目的研發(fā)力度，切實(shí)提升電動(dòng)車輛的綜合性能和乘客體驗(yàn)。

3 結(jié)束語

通過分析三屆EB-PAC評(píng)價(jià)賽的評(píng)價(jià)項(xiàng)目及規(guī)則，解析能耗水平、續(xù)駛里程、動(dòng)力性、舒適性和EMC(電磁兼容)等評(píng)價(jià)結(jié)果，提出EB-PAC評(píng)價(jià)賽不斷完善及電動(dòng)公交車有關(guān)性能提升的有關(guān)建議。