朱海健 黃宏成 劉小潮 喻 杰

(1. 上海交通大學(xué); 2.上海市新能源汽車公共數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)研究中心;3. 上海國際汽車城(集團(tuán))有限公司, 上海 200240)

上海Q型插電式乘用車2014與2015用戶行駛數(shù)據(jù)對(duì)比分析

朱海健1黃宏成1劉小潮2喻 杰3

(1. 上海交通大學(xué); 2.上海市新能源汽車公共數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)研究中心;3. 上海國際汽車城(集團(tuán))有限公司, 上海 200240)

本文基于上海市Q型插電式混合動(dòng)力車50輛2014年和50輛2015年用戶行駛數(shù)據(jù)，對(duì)這100輛車的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)比了包括用戶駕駛和充電習(xí)慣等行為。由于這100輛車是隨機(jī)抽取所以具有一定的代表性，從中可得到2015年該車型汽車使用者短途低速出行比例增加，更加傾向于使用純電動(dòng)行駛的功能，純電行駛里程比例比2014年增加了4個(gè)百分點(diǎn)；使用家用充電器充電的時(shí)間為用充電樁的2.36倍，汽車充電導(dǎo)致的用電高峰為每天的7-14點(diǎn)和16-5點(diǎn)。2014年該車型用戶平均每2.4天充電一次，而2015年為每1.65天充電一次，汽車用電量有了一定的增加。

插電式汽車 行駛數(shù)據(jù)分析 駕駛習(xí)慣

0 引言

隨著石油資源的短缺和環(huán)境污染的加劇，電動(dòng)汽車逐漸受到關(guān)注[1]，但是電動(dòng)汽車還有很多技術(shù)瓶頸沒有突破，從而制約著它的發(fā)展。而插電式混合動(dòng)力汽車以其同時(shí)具備電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)汽車的優(yōu)點(diǎn)非常適合作為傳統(tǒng)汽車向電動(dòng)汽車的過渡產(chǎn)品。

Q型插電式混合動(dòng)力汽車作為一款中國本土生產(chǎn)的新能源汽車，上海市政府給予了市民購買該款汽車很多的優(yōu)惠政策[2,3]。該車型電池容量13KWh，利用便攜式適配器充滿電只需要8-9個(gè)小時(shí)。官方稱該汽車純電動(dòng)續(xù)駛里程達(dá)70Km[4]，總的續(xù)駛里程達(dá)750Km，綜合工況下，百公里油耗只要2L。僅使用純電動(dòng)模式也能滿足一般用戶的上下班需求。

汽車充電當(dāng)然離不開充電樁，所以充電樁的優(yōu)化分配[5]等問題也是政府必須考慮的，將來汽車充電對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)來說也會(huì)有一定的影響，但是關(guān)于汽車充電習(xí)慣包括時(shí)間，頻率等方面的研究還較少。

本文從上海市Q型汽車50輛2014年和50輛2015年的行駛數(shù)據(jù)出發(fā)，分析對(duì)比該車型用戶駕駛和充電的一些習(xí)慣，為充電樁配置以及供電等問題提供一些依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源及形式

1.1 數(shù)據(jù)格式及說明

本文所用數(shù)據(jù)格式基于上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《新能源汽車及充電設(shè)施公共數(shù)據(jù)采集技術(shù)規(guī)范》，數(shù)據(jù)內(nèi)容包括了VIN碼、數(shù)據(jù)采集時(shí)間、累計(jì)行駛里程等32種信號(hào)。其中本文只用到了其中6種信號(hào)：數(shù)據(jù)采集時(shí)間、累計(jì)行駛里程、速度、高壓電池電流、電池電壓以及電池的SOC。

2014年的數(shù)據(jù)采樣周期為10秒，2015年的為30秒。車輛采集時(shí)間跨度有長有短，大致為4-12個(gè)月。

1.2 數(shù)據(jù)完整及準(zhǔn)確性

由于數(shù)據(jù)是在汽車實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)送和接收的，所以數(shù)據(jù)難免會(huì)出現(xiàn)缺失、重復(fù)、不準(zhǔn)確等現(xiàn)象，在對(duì)數(shù)據(jù)分析前應(yīng)做相應(yīng)的處理。

從圖1某輛車SOC隨時(shí)間變化曲線可以大致看出2014年的汽車數(shù)據(jù)相對(duì)來說缺失較多，且充電部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失嚴(yán)重，而2015年的數(shù)據(jù)相對(duì)更完整(包括充電和放電部分)。

圖1 某輛車SOC隨時(shí)間的變化

2 駕駛習(xí)慣

該車型具備兩種工作模式混合動(dòng)力和純電動(dòng)工作模式，混合模式提供更強(qiáng)的駕車體驗(yàn)，純電動(dòng)模式節(jié)約能量減少污染[6]。

汽車行駛時(shí)受到阻力的公式：

忽略其他電器的電能消耗，那么如果電池的輸出功率大于牽引所需的功率則認(rèn)為此時(shí)處于純電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。即：如果

U·I≥F·v

則認(rèn)為是此時(shí)純電動(dòng)狀態(tài)。對(duì)數(shù)據(jù)做相應(yīng)處理可以得到純電動(dòng)行駛的信息。

下面從車速、行駛里程和純電動(dòng)駕駛等方面對(duì)行駛數(shù)據(jù)匯總并得到下面的結(jié)果。

2.1 車速

從圖2和圖3 2014和2015年速度及累計(jì)速度分布對(duì)比圖可以看出，雖然2014年數(shù)據(jù)有所缺失但實(shí)際影響不大，可以作為參考。兩年行駛速度的分布趨勢(shì)一致，從低速到高速行駛時(shí)間逐漸變減少，怠速時(shí)間占到了25%。且2015年車速低速部分較2014年稍微增加了，可能是2014年數(shù)據(jù)缺失的原因，也可能是上海地區(qū)汽車保有量增加導(dǎo)致車速的降低。具體原因還需進(jìn)一步分析，本文不糾結(jié)于此。

從累計(jì)速度分布可以看出在上海地區(qū)行駛的汽車速度70%的情況下在40 km/h以內(nèi),85%的情況下在60 km/h以內(nèi)。

2.2 行駛里程

從圖4可以看出2014年單日行駛里程大約30%都是在20 km以下，而2015年這一比例則達(dá)到了50%。根據(jù)該車型的介紹，它的純電續(xù)駛里程為70 km，2014年單日行駛里程小于70 km的比例大約為60%，而2015年則達(dá)到了90%。所以比該車型純電行駛即可滿足大部分用戶的日常需求。

2015年的單日行駛里程圖以短途為主，對(duì)比2014年的數(shù)據(jù)我們可以猜測(cè)購買該車型汽車用戶的主體及思路發(fā)生了變化，2014年的購買者的目的還是把它當(dāng)作和傳統(tǒng)的汽油車來使用，原因是牌照以及補(bǔ)貼。而2015年的購買者則更加關(guān)注的是它的純電動(dòng)的行駛能力。購買者也把它作為了短途出行的主要工具，這一點(diǎn)也可以從單次出行里程上看出。

圖2 行駛速度分布

圖3 累計(jì)速度分布

圖4 單日行駛里程

2014與2015該車型用戶的單次出行里程分布比例圖如上，對(duì)比2014和2015的數(shù)據(jù)可以看出2015年的該車型用戶單次出行里程在10 km之內(nèi)的比例達(dá)到了63.7%，20 km之內(nèi)達(dá)到了83.4%。而2014年的數(shù)據(jù)則分別為33.5%和48.6%。

圖5 單次行駛里程

總結(jié)一下就是2014年單日行駛里程分布相對(duì)來說更均勻，用戶傾向于把它當(dāng)作傳統(tǒng)汽車去使用。而2015年的數(shù)據(jù)顯示主要以短途為主，結(jié)合行駛速度圖，發(fā)現(xiàn)這和純電動(dòng)汽車存在的意義相符，為短途以及低速情況下提供代步，從而減少對(duì)石油的依賴以及污染。

Q型插電汽車的一個(gè)主要模式是純電動(dòng)模式，下面對(duì)14和15年用戶進(jìn)行純電動(dòng)行駛的狀況進(jìn)行分析。

2.3 純電動(dòng)行駛分析

從圖6中可以看出2015年用戶利用該車型汽車純電動(dòng)模式行駛的里程比例明顯比2014年增加了。從純電動(dòng)比例的趨勢(shì)上來看，七月到八月純電動(dòng)行使比例略微增加而九、十月則有了一定的減少，十一、十二月在增加。匯總后得到2015年純電動(dòng)行駛里程占總里程的42.4%，而2014年這一數(shù)值為38.2%。增加了約4個(gè)百分點(diǎn)。

圖6 純電動(dòng)行駛比例

純電動(dòng)行駛里程比例變大可以理解效為短途，低速的行駛段增多。七月和十月正好處在學(xué)生放暑假和“10.1”黃金周假期，用戶自駕游出行增多，行駛里程和車速變大，所以導(dǎo)致純電動(dòng)行駛比例的減少。而平時(shí)用戶主要是上下班的短途出行，所以比例相對(duì)高一點(diǎn)。

3 充電習(xí)慣

由于2014年的行駛數(shù)據(jù)缺失了充電部分，但是根據(jù)用戶習(xí)慣，開始充電的時(shí)間一般和停車時(shí)間非常接近，所以可以近似地得到2014年充電的開始時(shí)間和充電頻率，但是無法得到充電時(shí)長和充電電流。

根據(jù)一段停車時(shí)間前后的SOC差值去判斷這段停車時(shí)間是否發(fā)生了一次充電，設(shè)定停車后的SOC比停車前大30%以上則認(rèn)為此次停車段至少發(fā)生了一次充電行為。

3.1 充電電流

統(tǒng)計(jì)充電電流出現(xiàn)的次數(shù)可以得到充電電流頻數(shù)圖，從圖7中可以看出有兩個(gè)充電電流集中段，分別為2.6A-3.5A和5.3A-6.3A。第一段可以解釋為利用家用充電器充電的電流大約為2.9A，第二段為充電樁電流大約為5.7A。由于該車型的電池容量是13 kwh，電壓為500V。所以換算一下利用2.9A的家用充電器充電需要9個(gè)小時(shí)，利用5.7A的充電樁需要4.5小時(shí)。

圖7 2015年充電電流

充電電流出現(xiàn)的頻數(shù)大小也就代表了時(shí)間長短。統(tǒng)計(jì)兩段時(shí)間可以得到I1段的時(shí)間大約是I2段時(shí)間的2.36倍，即可以理解為在家充電的時(shí)間大約是在外充電的2.36倍。

3.2 開始充電時(shí)間

根據(jù)開始充電時(shí)間圖8可以看出2014和2015開始充電時(shí)間的趨勢(shì)大致相同，早上7-9點(diǎn)是開始充電的高峰，可以理解為用戶到了公司上班然后給車接上充電樁充電。下午16-20點(diǎn)也是一段充電高峰，理解為用戶下班回家后接上了家用充電器充電。

圖8 開始充電時(shí)間

結(jié)合充電電流來看，用充電樁充滿電大致需要4.5小時(shí)，因?yàn)樵缟铣潆娨话闶褂玫氖浅潆姌?，也就是說7點(diǎn)到14點(diǎn)是一個(gè)用電高峰時(shí)間段。而晚上一般在家充電，充滿需要9小時(shí)，所以另外一個(gè)用電高峰是在16點(diǎn)到凌晨5點(diǎn)左右。

3.3 充電時(shí)長

根據(jù)2015年的充電時(shí)長圖可以看出，充電時(shí)間3-4小時(shí)的比例最多為14%左右，5-8小時(shí)比較平均為10%，其他時(shí)長相差不大。

圖9 2015年充電時(shí)長

3.4 充電頻率

通過數(shù)據(jù)可以得到2014，2015年的100輛車充電匯總數(shù)據(jù)如表1：

表1 100輛Q型插電式汽車充電數(shù)據(jù)匯總

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以得出2014年平均每2.4天充電一次，而2015年則1.65天充電一次。充電間隔變短了。即每天消耗的電能在不斷增加，這也印證了2015年純電動(dòng)行駛里程所占的比例比2014年高。

4 總結(jié)與不足

本文通過對(duì)上海市Q型插電式2014、2015年各50輛汽車的行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得出如下結(jié)論：

1．2015年該車型用戶思路較2014年有了很大改變，更加注重純電動(dòng)行駛的能力。短途、低速成為了主流。

2．2015年純電動(dòng)行駛里程比例較2014年增長了約4個(gè)百分點(diǎn)

3．充電方式分為充電樁充電和家用充電器充電，家用充電器充到電池上的電流大約為2.9A，充電樁充到電池上的電流約為5.7A，用家用充電器充電的時(shí)間為充電樁充電時(shí)間的2.36倍。

4．充電高峰為7點(diǎn)到14點(diǎn)以及16點(diǎn)到凌晨5點(diǎn)。

5．2014年該車型用戶平均每2.4天充電一次，而2015年則變?yōu)?.65天充電一次。也印證了純電動(dòng)行駛里程比例的增加。

不足之處在于采集的數(shù)據(jù)共有32個(gè)信號(hào)，但本文只用到了其中6種，數(shù)據(jù)有待進(jìn)一步挖掘；由于數(shù)據(jù)是實(shí)車采集，所以難免會(huì)有數(shù)據(jù)缺失造成結(jié)果不準(zhǔn)現(xiàn)象。本文也沒有考慮周末以及節(jié)假日對(duì)數(shù)據(jù)的影響。

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The Comparisons of Q-type Plug-in Vehicle Data in Shanghai between 2014 and 2015

ZhuHaijian1HuangHongcheng1LiuXiaochao2YuJie3

(1.ShanghaiJiaoTongUniversity; 2.ShanghaiElectricVehiclePublicDataCollection，MonitoringandResearchCenter; 3.ShanghaiInternationalAutomobileCity(Group)Co.,Ltd.Shanghai200240)

This paper based on the driving data of 100 Q-type Plug-in vehicles of 2014 and 2015 compares the driving and charging habits. Due to randomness, the data have a certain of representative. Through comparisons we get to know that drivers in 2015 tend to use more EV mode and the short trip ratio is increased. The proportion of EV mileage is 4 percentage points higher than 2014. The charging time at home is 2.36 times of the outside. The peak time because of charge for cars is 7-14 clock and 16 to 5 the next day. Drivers in 2014 usually charge their cars 2.4 days per time compared with 1.65 days in 2015. We also know that electricity usage is gradually increasing with time.

plug-in vehicle driving data analysis driving habits

1006-8244(2016)04-029-05

U463.1

B