張 臣趙 陽(yáng)李穎林潘大磊呂 碩 Zhang ChenZhao YangLi YinglinPan DaleiLü Shuo

使用工況對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程影響研究

張 臣1，2，趙 陽(yáng)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(guó)家汽車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（北京），北京 101300；2. 北京汽車(chē)研究所有限公司，北京 100079）

依據(jù)《2017年北京市新能源小客車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)實(shí)施方案》和《北京市示范應(yīng)用新能源小客車(chē)符合性驗(yàn)證實(shí)施方案（2014版）》，隨機(jī)抽取預(yù)售新車(chē)作為試驗(yàn)樣車(chē)進(jìn)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(yàn)。通過(guò)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和分析，得到低溫不開(kāi)暖風(fēng)、低溫開(kāi)暖風(fēng)、高溫開(kāi)空調(diào)等不同使用工況對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程的影響規(guī)律。

使用工況；純電動(dòng)汽車(chē)；續(xù)駛里程；高低溫

0 引 言

目前純電動(dòng)汽車(chē)依然處于研發(fā)和推廣應(yīng)用階段，其產(chǎn)品質(zhì)量狀況和安全標(biāo)準(zhǔn)體系在不斷改進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量被社會(huì)廣泛關(guān)注，尤其是續(xù)駛里程，一直飽受消費(fèi)者詬病，新聞媒體曾報(bào)道過(guò)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程虛高的問(wèn)題[1]。

通過(guò)對(duì)隨機(jī)抽取的預(yù)售新車(chē)進(jìn)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(yàn)，得到不同使用工況對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程的影響規(guī)律。

1 測(cè)試方法

車(chē)輛測(cè)試方法依據(jù)《2017年北京市新能源小客車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)實(shí)施方案》和《北京市示范應(yīng)用新能源小客車(chē)符合性驗(yàn)證實(shí)施方案（2014版）》制定，具體項(xiàng)目及試驗(yàn)方法見(jiàn)表1，所用試驗(yàn)設(shè)備見(jiàn)表2。

續(xù)表1

表2 試驗(yàn)設(shè)備

2 測(cè)試過(guò)程

2.1 樣車(chē)選取

以進(jìn)入《北京市示范應(yīng)用新能源小客車(chē)產(chǎn)品備案信息（2017年版）》[3]且市場(chǎng)保有量較高的車(chē)型為樣車(chē)選取范圍，以全市4S店和車(chē)輛生產(chǎn)企業(yè)為樣車(chē)來(lái)源，進(jìn)行隨機(jī)選取，共有8個(gè)車(chē)型的8輛車(chē)入選，具體見(jiàn)表3。

表3 樣車(chē)信息

2.2 測(cè)試試驗(yàn)

續(xù)駛里程試驗(yàn)過(guò)程如下：

1）車(chē)輛驅(qū)動(dòng)輪置于底盤(pán)測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)鼓上，非驅(qū)動(dòng)輪固定在地板上；

2）底盤(pán)測(cè)功機(jī)根據(jù)車(chē)輛整備質(zhì)量設(shè)定阻力；

3）駕駛員按照提示駕駛車(chē)輛，進(jìn)行NEDC（New European Driving Cycle，新歐洲標(biāo)準(zhǔn)行駛循環(huán)）運(yùn)轉(zhuǎn)；

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

試驗(yàn)照片如圖1所示。

圖1 續(xù)駛里程試驗(yàn)

3 測(cè)試結(jié)果及分析

3.1 常溫續(xù)駛里程試驗(yàn)結(jié)果及分析

按表1中的試驗(yàn)方法對(duì)樣車(chē)進(jìn)行常溫續(xù)駛里程試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

圖2 常溫續(xù)駛里程結(jié)果

由圖2可知，除3號(hào)試驗(yàn)樣車(chē)外，其他各試驗(yàn)樣車(chē)的實(shí)際測(cè)試結(jié)果均高于公告值，7輛樣車(chē)的實(shí)測(cè)續(xù)駛里程超出了公告續(xù)駛里程的0.8%～25%。3號(hào)樣車(chē)在剩余電量低于一定值后采取了限功率保護(hù)措施，導(dǎo)致續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果低于公告值。

此外，實(shí)測(cè)常溫續(xù)駛里程超過(guò)250 km的車(chē)型(4～8號(hào)樣車(chē))占比達(dá)62.5%，2014 —2015年測(cè)試車(chē)型中占比為26.7%，與兩年前測(cè)試車(chē)型[4]相比提升35.8%。

3.2 低溫續(xù)駛里程試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.2.1 低溫不開(kāi)暖風(fēng)續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果分析

對(duì)選取的8輛試驗(yàn)樣車(chē)進(jìn)行不開(kāi)暖風(fēng)低溫續(xù)駛里程測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 低溫不開(kāi)暖風(fēng)續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)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(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程影響很大。6號(hào)樣車(chē)在低溫條件下無(wú)法充電，未進(jìn)行低溫續(xù)駛里程測(cè)試。對(duì)于其他7輛樣車(chē)，在-15℃環(huán)境條件下，低溫不開(kāi)暖風(fēng)續(xù)駛里程相對(duì)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(hào)樣車(chē)降低最多，為34.5%，3號(hào)樣車(chē)降低最少，為6.1%。

7號(hào)樣車(chē)使用了專(zhuān)用充電樁，無(wú)法進(jìn)行電量測(cè)量。這樣除去6號(hào)和7號(hào)樣車(chē)，比較其他5輛樣車(chē)在試驗(yàn)結(jié)束后的充電電量可知，常溫續(xù)駛結(jié)束后的充電電量均高于低溫續(xù)駛結(jié)束后的充電電量；其中試驗(yàn)結(jié)果中1號(hào)樣車(chē)相差最多，達(dá)到38.6%，如果計(jì)算充電過(guò)程中電池加熱系統(tǒng)的電量損耗，則電量差會(huì)更加明顯；由此可見(jiàn)，電池充電能力受低溫影響較大，電池?zé)o法正常充滿(mǎn)且無(wú)法正常放電是導(dǎo)致續(xù)駛里程降低的一個(gè)重要因素。

3.2.2 低溫開(kāi)暖風(fēng)續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果分析

對(duì)選取的8輛試驗(yàn)樣車(chē)進(jìn)行低溫開(kāi)暖風(fēng)續(xù)駛里程測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表5，低溫不開(kāi)暖風(fēng)、開(kāi)暖風(fēng)及常溫下的續(xù)駛里程對(duì)比如圖3所示。

表5 低溫開(kāi)暖風(fēng)續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果

圖3 低溫開(kāi)暖風(fēng)、不開(kāi)暖風(fēng)和常溫續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果對(duì)比

表6 開(kāi)關(guān)暖風(fēng)續(xù)駛里程變化率

注：表中開(kāi)關(guān)暖風(fēng)續(xù)駛里程變化率=（低溫開(kāi)暖風(fēng)續(xù)駛里程-低溫不開(kāi)暖風(fēng)續(xù)駛里程）/低溫不開(kāi)暖風(fēng)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(kāi)啟暖風(fēng)系統(tǒng)，車(chē)輛續(xù)駛里程急劇下降。6號(hào)樣車(chē)低溫條件下無(wú)法充電，7號(hào)樣車(chē)由于使用專(zhuān)用充電樁無(wú)法進(jìn)行電量測(cè)量。對(duì)于其他5輛樣車(chē)，在-15℃環(huán)境條件下，低溫開(kāi)暖風(fēng)續(xù)駛里程相對(duì)常溫續(xù)駛里程降低23%～57%，3號(hào)樣車(chē)下降最少，為22.9%，其他樣車(chē)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(kāi)暖風(fēng)時(shí)的續(xù)駛里程相比，開(kāi)啟暖風(fēng)系統(tǒng)后各試驗(yàn)樣車(chē)的續(xù)駛里程變化率在17.9%～40%范圍內(nèi)。由于電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)的暖風(fēng)系統(tǒng)有較大差別，傳統(tǒng)車(chē)?yán)冒l(fā)動(dòng)機(jī)散熱作為熱源，對(duì)油耗影響較小，而電動(dòng)車(chē)熱源主要是動(dòng)力電池供電的加熱系統(tǒng)，消耗了大量的電能，導(dǎo)致續(xù)駛里程減少。

通過(guò)比較試驗(yàn)結(jié)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(shí)充電電量，這與低溫不開(kāi)暖風(fēng)續(xù)駛里程試驗(yàn)中的測(cè)試結(jié)果相吻合。

3.3 高溫續(xù)駛里程試驗(yàn)結(jié)果及分析

考慮用戶(hù)實(shí)際使用情況，在夏季高溫環(huán)境駕駛車(chē)輛時(shí)均會(huì)打開(kāi)車(chē)內(nèi)空調(diào)，故對(duì)選取的8輛試驗(yàn)樣車(chē)進(jìn)行高溫開(kāi)空調(diào)續(xù)駛里程測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 高溫開(kāi)空調(diào)續(xù)駛里程測(cè)試結(jié)果

由表7可知，高溫環(huán)境開(kāi)空調(diào)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程影響較大，高溫續(xù)駛里程相對(duì)常溫續(xù)駛里程降低了13.2%~28.6%，2號(hào)樣車(chē)下降最多，達(dá)到28.6%，7號(hào)樣車(chē)下降最少，為13.2%，平均下降率為18.1%。除1號(hào)和2號(hào)樣車(chē)外，其他樣車(chē)結(jié)束試驗(yàn)后剩余電量均為0。

通過(guò)比較試驗(yàn)結(jié)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(shuō)明高溫環(huán)境條件對(duì)電池充放電的影響不大，與常溫條件基本相同，導(dǎo)致續(xù)駛里程下降的主要因素是開(kāi)啟了空調(diào)系統(tǒng)。

由于高溫續(xù)駛里程試驗(yàn)過(guò)程中未開(kāi)啟陽(yáng)光模擬裝置，車(chē)內(nèi)溫度比夏天高溫強(qiáng)光照條件下的溫度要低，當(dāng)車(chē)內(nèi)溫度達(dá)到規(guī)定的（26±3）℃以后，空調(diào)系統(tǒng)均保持在最小風(fēng)量和最低制冷量狀態(tài)。在夏季高溫條件下，當(dāng)空調(diào)負(fù)荷較大時(shí)，實(shí)際續(xù)駛里程將比本次測(cè)試結(jié)果更低。

4 結(jié) 論

根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果，得到不同使用工況對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程的影響規(guī)律：

1）在低溫不開(kāi)暖風(fēng)工況下，動(dòng)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(kāi)暖風(fēng)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(kāi)暖風(fēng)工況下，續(xù)駛里程大幅降低。在-15℃環(huán)境條件下，低溫開(kāi)暖風(fēng)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(kāi)空調(diào)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(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(kāi)空調(diào)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(kāi)啟空調(diào)時(shí)續(xù)駛里程的下降率46.1%。

針對(duì)當(dāng)前測(cè)試結(jié)果，電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)增加或升級(jí)動(dòng)力電池溫度管理系統(tǒng)，確保動(dòng)力電池能夠在最佳溫度進(jìn)行工作。此外，還可以從提高動(dòng)力電池能量密度、提升空調(diào)和暖風(fēng)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(guó)家發(fā)展改革委，科技部.汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)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(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 電動(dòng)汽車(chē)能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法：GB/T 18386-2005 [S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[3]北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局.北京市示范應(yīng)用新能源小客車(chē)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(yáng)，潘大磊，等.北京市新能源小客車(chē)?yán)m(xù)駛里程測(cè)試研究[J].北京汽車(chē).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