宋軍 靳浩 張戎斌

摘 要：純電動汽車已經(jīng)逐步被消費(fèi)市場認(rèn)可，但整車安全性，充電時間及續(xù)駛里程引起越來越多消費(fèi)者的關(guān)注，尤其體現(xiàn)在NEDC工況下續(xù)駛里程與實際行駛里程存在的差距，引起消費(fèi)者的關(guān)注。文章根據(jù)某一純電動汽車的開發(fā)，結(jié)合真實測試工況，從整車角度提出影響續(xù)駛里程的主要因素，為廣大新能源汽車使用者提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：純電動汽車;續(xù)駛里程;借鑒

中圖分類號：U469.7? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）15-10-03

Abstract： Electric vehicle is gradually recognized by the market， vehicle safety， charging time and mileage is arousing more consumers' attention especially in the difference between NEDC mileage and actual mileage. Based on a certain EVs development， and combined with the real test， this paper put forward the main factors that affect the mileage in order to provide some reference for the majority of new energy vehicle users.

Keywords： Electric vehicle; Driving range; Reference

CLC NO.： U469.7? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）15-10-03

前言

電動汽車自誕生及其普及發(fā)展過程中，一直受到里程問題的影響，電動汽車的續(xù)駛里程是指電動汽車上動力電池以滿電狀態(tài)開始到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗結(jié)束時所行駛的里程，它是電動汽車重要的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)[1][2]。電動汽車?yán)m(xù)駛里程短，是造成電動汽車商業(yè)化發(fā)展的瓶頸[3]。 因此，在電池技術(shù)沒有實質(zhì)性突破的情況下，研究分析電動汽車?yán)m(xù)駛里程中的能量轉(zhuǎn)換及其影響因素，減少電動汽車運(yùn)行中的能量消耗，提高電動汽車的能量利用效率，對電動汽車的發(fā)展有著重要的意義。本文通過純電動汽車?yán)碚摂?shù)據(jù)與實際測試的對比，證明通過仿真分析軟件能夠節(jié)約開發(fā)成本，提高工作效率，仿真與結(jié)果差距較小。通過設(shè)置不同使用工況，分析其他耗電部件對續(xù)駛里程帶來的影響，從而給用戶提出建議。

1 整車?yán)m(xù)駛里程仿真分析

1.1 滑行阻力數(shù)學(xué)模型

汽車滑行阻力主要包括空氣阻力、滾動阻力、傳動阻力、制動器拖滯力、轉(zhuǎn)轂軸承阻力以及車輛前束引起的阻力等，一般認(rèn)為汽車滑行阻力與車速滿足二次函數(shù)關(guān)系[4]，即：

式中，v為速度，F(xiàn)0、F1、F2為待定系數(shù)，可以由滑行數(shù)據(jù)通過最小乘法擬合得到。

經(jīng)過優(yōu)化后的P0樣車實測道路滑行阻力系數(shù)為：F0= 181.62，F(xiàn)1=1.1262，F(xiàn)2=0.0322。

1.2 電驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)更新

不同電壓平臺下電機(jī)的外特性曲線如圖1及圖2所示，從外特性曲線看出，不同電壓平臺下電機(jī)峰值輸出扭矩為270Nm，峰值輸出功率不低于85kw。

臺架標(biāo)定電驅(qū)動系統(tǒng)效率MAP如圖3所示，系統(tǒng)效率大于90%的區(qū)域約占總區(qū)域54.3%，系統(tǒng)效率大于80%的區(qū)域約占總區(qū)域的86.9%，高效率區(qū)域分布在2000-4000rpm范圍內(nèi)，對整車經(jīng)濟(jì)性的貢獻(xiàn)較大。

1.3 整車仿真模型更新

基于整車、電驅(qū)動系統(tǒng)實測數(shù)據(jù)，在軟件中建立并更新整車仿真模型。模型如下圖4所示。

將仿真數(shù)據(jù)輸入到圖4所示模型中，得到的分析結(jié)果如下所示。

將整車動力性、經(jīng)濟(jì)性實測數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)對比，在滿足開發(fā)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，實測值與仿真值之間差值較小，誤差在3%以內(nèi)。

2 整車實際工況測試

通過仿真分析可以得到NEDC工況下的續(xù)駛里程，仿真值與試驗值之間的差值較小，有利于提升研發(fā)效率，節(jié)約試驗成本。但在實際的使用過程中發(fā)現(xiàn)車輛的實際使用里程與仿真分析存在較大誤差，因此設(shè)計不同工況下的實際使用工況，通過對比找出影響續(xù)駛里程的因素，對實際用戶使用有一定的借鑒及指導(dǎo)意義。

2.1 整車能耗原理圖

結(jié)合整車高壓架構(gòu)，得出車輛在放電過程的整車能耗原理圖如下所示，電池包放電至高壓配電盒，高壓配電盒內(nèi)部設(shè)計有繼電器，控制相關(guān)部件的開啟及關(guān)閉;DC/DC將電池高壓電轉(zhuǎn)化為低壓電，為12V蓄電池提供能量來源，同時整車設(shè)計有制動能量回收，車輛在剎車及滑行過程中的能量回收能夠為電池包充電，從而能夠?qū)崿F(xiàn)整車能量的回收，提升用戶實際使用里程。

2.2 整車試驗

通過同時開展不同試驗，5組試驗數(shù)據(jù)對比，分析不同工況下整車的續(xù)駛里程。整車試驗過程中主要變動項為空調(diào)的狀態(tài)，可以分為開啟與關(guān)閉兩種狀態(tài)，但是開啟又可分為內(nèi)循環(huán)及外循環(huán)兩種模式;不同車速下續(xù)駛里程;能量回收可以分為高與低兩種模式。

通過對試驗過程中數(shù)據(jù)分析，得到以下結(jié)果。

從圖10可以看出，測試車輛1速度變動的波動比較大，車速的范圍基本處于20km/h至100km/h之間，測試2及測試3速度比較集中，基本上集中80km/h至100km/h之間，測試4與測試5車速較低，基本上處于40km/h與60km/h之間，滿足試驗要求。

從圖11可以得出，空調(diào)位于Auto模式，但選擇外循環(huán)模式，整車的壓縮機(jī)功率相對于其他幾組來說比較高，從試驗數(shù)據(jù)可以看出測試2與測試3，相同的工況空調(diào)外循環(huán)整車能耗相對內(nèi)循環(huán)來說較高，從而導(dǎo)致整車顯示的里程與實際里程存在較大差距。

從圖12可以看出，前三組測試電池包放出電量基本上位于20kwh左右，但后兩組測試電池包的放出能量15.5kwh左

右，明顯偏低。故車輛的速度會對整車能耗產(chǎn)生較大的影響。

從圖13可以看出，測試1、測試4及測試5，這三組試驗?zāi)芰炕厥蛰^高，顯示剩余里程與實際剩余里程較為接近，也說明能量回收對整車?yán)m(xù)駛里程的提升具有較大的意義。

通過對比分析得出以下結(jié)論：多數(shù)情況下汽車都是在等速、加速、減速等多種復(fù)雜工況下行駛的。多工況下，只算出一個循環(huán)的耗電率即完全反映了續(xù)駛里程的大小。在一個循環(huán)中消耗的電能與行駛里程的比值定義為耗電率。結(jié)合能量回收，耗電率愈小則續(xù)駛里程愈長，經(jīng)濟(jì)性愈好。從實驗數(shù)據(jù)分析得出車速維持在60km/h左右，整車?yán)锍瘫憩F(xiàn)明顯優(yōu)于高速?？照{(diào)的模式對續(xù)駛里程的影響較大，同時能量回收有利整車?yán)m(xù)駛里程的提升。

3 結(jié)論

空調(diào)的內(nèi)外循環(huán)會對整車?yán)m(xù)駛里程帶來較大的影響。

行駛過程中盡量做到平順，減少急加速急減速，有利于提升續(xù)駛里程，同時車速維持在60km/h對整車經(jīng)濟(jì)性更加有利。

選用能量回收較多，有利于提升整車?yán)锍獭?/p>

低滾阻的輪胎雖然在本文中沒有提及，但較多的試驗數(shù)據(jù)已經(jīng)證明，低滾阻輪胎及其保持的合理氣體壓力對續(xù)駛里程有利。

良好的駕駛習(xí)慣更有利于提升整車?yán)m(xù)駛里程，尤其表現(xiàn)在電動汽車，在夏季長時間行駛，靜置一段時間充電，有利于降低電池溫度，減少充電過程中由于冷卻電池帶來的能耗損失。冬季在使用過后立即充電有利維持電池溫度，降低由于加熱電池溫度帶來的熱量損失。

參考文獻(xiàn)

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[3] 韓永飛.企業(yè)科技與發(fā)展[J].2018.04：187-188.

[4] 范杰，代用黎，陳文宇，周羅華，高鋒.汽車滑行阻力分析.第十五屆中國重慶國際汽車工業(yè)展學(xué)術(shù)論壇暨商用車關(guān)鍵技術(shù)交流發(fā)展論壇.