王鑫

摘 要：本文圍繞純電動(dòng)汽車能耗經(jīng)濟(jì)性問題展開分析與討論，首先對(duì)純電動(dòng)汽車能耗實(shí)驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)的基本構(gòu)成以及模擬原理進(jìn)行初步分析，然后從整車質(zhì)量以及行駛工況這兩個(gè)方面入手，探討上述因素對(duì)純電動(dòng)汽車能耗水平的影響，僅供參考。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車;能耗;經(jīng)濟(jì)性

1 純電動(dòng)汽車能耗實(shí)驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)

純電動(dòng)汽車以車載電池為能源支持，借助于大功率電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力支持，是一種全新能源交通工具，與傳統(tǒng)汽車相比，純電動(dòng)汽車具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)換效率高、清潔無(wú)污染等一系列特點(diǎn)，行駛過程中為確保車輛自身安全穩(wěn)定，需對(duì)汽車能耗水平進(jìn)行嚴(yán)格控制，在所攜帶電能有限的前提條件下，最大限度提高車輛續(xù)駛里程，以確保能耗經(jīng)濟(jì)性水平達(dá)到理想狀態(tài)，尤其在純電動(dòng)汽車商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，有關(guān)純電動(dòng)汽車能耗經(jīng)濟(jì)性問題的研究必須引起業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注與重視。

針對(duì)純電動(dòng)汽車能耗問題進(jìn)行分析模擬的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)由側(cè)功機(jī)及其控制子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、電池組供電子系統(tǒng)以及被測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)這幾個(gè)部分構(gòu)成。能耗實(shí)驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)進(jìn)行模擬的基本原理是：測(cè)功機(jī)及其控制子系統(tǒng)與電機(jī)同軸連接，面向被測(cè)電機(jī)提供負(fù)載支持并確保負(fù)載處于可控狀態(tài)下，同時(shí)經(jīng)電池組面向被測(cè)電機(jī)控制器提供電流電壓支持，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸入、輸出電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速等相關(guān)指標(biāo)經(jīng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)機(jī)械功率進(jìn)行推算。在對(duì)純電動(dòng)汽車道路行駛工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)臺(tái)架模擬的過程當(dāng)中，測(cè)功機(jī)根據(jù)模擬汽車在正常行駛狀態(tài)下作用于電機(jī)軸上實(shí)際負(fù)載水平運(yùn)行，被測(cè)電機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)工況轉(zhuǎn)速運(yùn)行，在時(shí)間上保持同步狀態(tài)。模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對(duì)續(xù)駛里程以及能耗進(jìn)行推算。整套純電動(dòng)汽車能耗實(shí)驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)運(yùn)行過程當(dāng)中，電池組面向純電動(dòng)汽車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供電流以及電壓支持，工控機(jī)搭載CAN總線技術(shù)對(duì)被測(cè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速變化進(jìn)行控制，測(cè)功機(jī)加載變化基于RS232串行總線技術(shù)進(jìn)行控制，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速以及扭矩作用力大小經(jīng)由轉(zhuǎn)矩儀進(jìn)行測(cè)定，通過功率積分對(duì)所消耗能量進(jìn)行計(jì)算，控制信號(hào)和采集數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的接口卡實(shí)現(xiàn)與工控機(jī)的通信與信號(hào)的處理。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

以新一代ECUV純電動(dòng)汽車為例，構(gòu)建能耗實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架系統(tǒng)，對(duì)不同整車質(zhì)量、不同車速條件下的百公里單位耗電量進(jìn)行測(cè)試，以評(píng)估純電動(dòng)汽車能耗經(jīng)濟(jì)性。

1）整車質(zhì)量對(duì)能耗經(jīng)濟(jì)性影響。對(duì)于純電動(dòng)汽車而言，整車質(zhì)量在很大程度上影響車輛能耗水平，為降低能耗，關(guān)鍵是以安全保障為前提，對(duì)整車質(zhì)量進(jìn)行控制，以降低車輛行駛過程中所承受阻力，即降低加載扭矩值。因此，在維持其他參數(shù)恒定的前提下，利用實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架系統(tǒng)，對(duì)不同整車質(zhì)量條件下能耗情況進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果如下圖（見圖1）所示。圖1數(shù)據(jù)顯示：車速恒定條件下，整車質(zhì)量與百公里單位能耗呈正相關(guān)關(guān)系。以行駛速度60.0km/h為例，整車質(zhì)量自850.0kg提高至1250.0kg，所對(duì)應(yīng)電能的消耗提高2.16kWh。同時(shí)，由于純電動(dòng)汽車車身材質(zhì)以全鋁為主，質(zhì)量較正常車輛降低10.0%左右，因此百公里單位行駛可節(jié)約6.0%～7.0%能耗水平。從上述數(shù)據(jù)上來看，降低純電動(dòng)汽車整車質(zhì)量對(duì)提高能耗經(jīng)濟(jì)性有積極意義，可促進(jìn)車輛續(xù)駛里程的增加。

2）行駛工況對(duì)能耗經(jīng)濟(jì)性影響。遵循現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范中要求，在20.0km/h～120.0km/h區(qū)間范圍內(nèi)，按照10.0km/h的增長(zhǎng)幅度進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)純電動(dòng)汽車電池組所對(duì)應(yīng)能量狀態(tài)進(jìn)行記錄，對(duì)續(xù)駛里程進(jìn)行計(jì)算。模擬結(jié)果如下圖（見圖2）所示。圖2數(shù)據(jù)顯示：純電動(dòng)汽車行駛速度與百公里單位能耗存在正相關(guān)關(guān)系，與續(xù)駛里程存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，續(xù)駛里程增加的關(guān)鍵在于保持低速行駛狀態(tài)以及降低能耗水平。在60.0km/h速度行駛狀態(tài)下，百公里單位能耗水平測(cè)定結(jié)果為9.96kWh，而在80.0km/h速度行駛狀態(tài)下，百公里單位能耗水平測(cè)定結(jié)果為11.85kWh，同時(shí)前者續(xù)駛里程為223.0km，高于后者續(xù)駛里程185.0km。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文上述分析中通過構(gòu)建能耗實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架系統(tǒng)的方式，對(duì)純電動(dòng)汽車百公里單位能耗經(jīng)濟(jì)性問題進(jìn)行研究與分析，分別研究能耗經(jīng)濟(jì)性受整車質(zhì)量以及行駛工況的影響。實(shí)驗(yàn)室臺(tái)架系統(tǒng)測(cè)定結(jié)果顯示：純電動(dòng)汽車盡可能降低車身質(zhì)量，同時(shí)在低速狀態(tài)下行駛，對(duì)控制百公里單位能耗水平，提高能耗的經(jīng)濟(jì)性，增加汽車?yán)m(xù)駛里程有重要意義與價(jià)值，能夠?yàn)楹罄m(xù)純電動(dòng)汽車能耗設(shè)計(jì)以及開發(fā)優(yōu)化提供重要指導(dǎo)與參考。

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