摘 要：純電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)愈發(fā)成熟，應(yīng)用規(guī)模和市場(chǎng)保有量持續(xù)上升。但是，高寒環(huán)境下的續(xù)駛里程衰減問(wèn)題依然為用戶(hù)帶來(lái)了嚴(yán)重焦慮。對(duì)此，本文基于GB/T 18386.1-2021 電動(dòng)汽車(chē)能量消耗量和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法 第1部分：輕型汽車(chē)，充分考慮高寒地區(qū)的道路條件和氣象條件，創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)了一套純電動(dòng)汽車(chē)高寒續(xù)駛里程道路試驗(yàn)方法，并選取6款在售的純電動(dòng)汽車(chē)，開(kāi)展試驗(yàn)研究和結(jié)果分析。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，該方法具備較好的試驗(yàn)一致性和可操作性，能夠?yàn)檎?chē)企業(yè)的高寒研發(fā)工作以及行業(yè)內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)的高寒測(cè)評(píng)活動(dòng)提供有效指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng)汽車(chē) 續(xù)駛里程 高寒環(huán)境 道路試驗(yàn)

隨著純電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)愈發(fā)成熟，純電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大、市場(chǎng)保有量穩(wěn)步上升。但是，在寒冷環(huán)境中，由于電池性能下降、空調(diào)能耗增加等原因，純電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)際續(xù)駛里程往往會(huì)出現(xiàn)明顯的衰減情況，導(dǎo)致駕乘人員陷入嚴(yán)重的里程焦慮，直接關(guān)系到消費(fèi)者的用車(chē)體驗(yàn)[1]。

目前，相關(guān)機(jī)構(gòu)已開(kāi)展了大量的純電動(dòng)汽車(chē)低溫續(xù)駛里程的測(cè)試和評(píng)價(jià)工作，集中在實(shí)驗(yàn)室即轉(zhuǎn)鼓環(huán)境艙內(nèi)，最低溫度達(dá)到-7℃或-10℃，但對(duì)于在極端高寒環(huán)境下的實(shí)際道路試驗(yàn)研究較少[2]。此外，雖然多家媒體機(jī)構(gòu)多次組織在高寒地區(qū)的性能測(cè)評(píng)活動(dòng)，但測(cè)試方法的專(zhuān)業(yè)性和測(cè)試過(guò)程的一致性有待提升，飽受行業(yè)質(zhì)疑[3]。

因此，本文參照《GB/T 18386.1-2021 電動(dòng)汽車(chē)能量消耗量和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法第1部分：輕型汽車(chē)》[4]，充分考慮試驗(yàn)的一致性和可操作性，創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)了一套適用于在高寒地區(qū)開(kāi)展的純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程道路試驗(yàn)方法，并選用6款純電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)展試驗(yàn)驗(yàn)證與分析。

1 試驗(yàn)條件

1.1 試驗(yàn)車(chē)輛

（1）試驗(yàn)車(chē)輛應(yīng)狀態(tài)良好，更換符合高寒環(huán)境的油液及雪地胎，輪胎充氣壓力應(yīng)符合該車(chē)技術(shù)條件。

（2）試驗(yàn)質(zhì)量為試驗(yàn)車(chē)輛的基準(zhǔn)質(zhì)量、選裝裝備質(zhì)量及代表性負(fù)荷三者之和。其中基準(zhǔn)質(zhì)量為整備質(zhì)量加上100kg，選裝裝備質(zhì)量為在生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)條件規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛裝備之外，可由客戶(hù)選購(gòu)的生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)提供的車(chē)輛裝備的質(zhì)量，代表性負(fù)荷為車(chē)輛最大負(fù)載的15%。

（3）試驗(yàn)車(chē)輛可根據(jù)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)或其授權(quán)代理者需求進(jìn)行磨合，并保證機(jī)械狀況良好，同時(shí)應(yīng)在安裝動(dòng)力電池的條件下磨合一定的里程，該里程需大于300km，同時(shí)應(yīng)使動(dòng)力電池至少經(jīng)歷一次從滿(mǎn)電直至荷電狀態(tài)（State of Charge，SOC）最低值的過(guò)程。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)采用的關(guān)鍵設(shè)備分別為駕駛員輔助系統(tǒng)、綜合氣象儀、數(shù)據(jù)采集儀和溫度傳感器。駕駛員輔助系統(tǒng)能夠以視覺(jué)及語(yǔ)音的形式對(duì)駕駛員進(jìn)行駕駛提醒，以確保車(chē)輛能夠按照設(shè)定工況進(jìn)行行駛；綜合氣象儀用于監(jiān)控試驗(yàn)過(guò)程中的氣溫、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)；數(shù)據(jù)采集儀和溫度傳感器的作用是監(jiān)控試驗(yàn)過(guò)程中車(chē)輛內(nèi)部的溫度情況。

溫度傳感器的布置位置具體如下：在前排座椅每個(gè)乘員座布置溫度測(cè)量點(diǎn)，布點(diǎn)位置具體見(jiàn)圖1。對(duì)于縱向可調(diào)節(jié)的座椅，應(yīng)使其位于行程的中間位置或最接近于中間位置的向后位置鎖止，對(duì)于高度可以單獨(dú)調(diào)節(jié)的座椅，應(yīng)調(diào)整至汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)位置或最低位置，座椅靠背角應(yīng)調(diào)整至汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)角度或從鉛垂面向后傾斜25°的位置。

1.3 試驗(yàn)環(huán)境

試驗(yàn)應(yīng)避免在雪、霧天氣下開(kāi)展；試驗(yàn)過(guò)程中平均風(fēng)速應(yīng)≤5m/s。浸車(chē)及試驗(yàn)期間的環(huán)境溫度應(yīng)低于-10℃。浸車(chē)可選擇室外實(shí)際環(huán)境或室內(nèi)環(huán)境艙，環(huán)境艙內(nèi)浸車(chē)的溫度應(yīng)為高寒地區(qū)冬季夜間的平均氣溫中位值-25℃，允許偏差為±3℃。

1.4 試驗(yàn)場(chǎng)地

為保證試驗(yàn)行駛工況的可控性，試驗(yàn)所選用的測(cè)試道路為封閉的雪高速環(huán)道，各方向坡度≤1%，雪面壓實(shí)指數(shù)為75-85，應(yīng)符合《T/CSAE 153-2020 汽車(chē)高寒地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)方法》[5]中對(duì)路面條件的要求。

1.5 試驗(yàn)工況

試驗(yàn)的行駛工況選用由中國(guó)輕型汽車(chē)行駛工況（China Light-duty Vehicle Test Cycle-Passenger，CLTC-P）穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)化后的道路試驗(yàn)行駛工況，道路試驗(yàn)行駛工況曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。

CLTC-P工況與道路試驗(yàn)行駛工況的特征參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1，每個(gè)工況循環(huán)的時(shí)長(zhǎng)由1800s縮減為900s，里程由14.48km縮減為7.5km，各特征參數(shù)的誤差≤2%，有效保持了行駛工況的一致性。在試驗(yàn)過(guò)程中，車(chē)輛實(shí)際速度和試驗(yàn)工況規(guī)定的速度之間的允許公差為±5km/h，且每個(gè)工況循環(huán)中，允許超出公差范圍的累計(jì)時(shí)間，應(yīng)不超過(guò)45s。

2 試驗(yàn)步驟

2.1 動(dòng)力電池的放電

動(dòng)力電池放電應(yīng)在公開(kāi)道路進(jìn)行，應(yīng)放電至表顯SOC最低值，即表顯SOC為0或剩余續(xù)駛里程為0。

2.2 動(dòng)力電池的充電

充電應(yīng)在室內(nèi)進(jìn)行，采取交流充電方式，充電功率應(yīng)不高于42kW，中途不能發(fā)生斷電，不能啟動(dòng)特殊充電程序。當(dāng)試驗(yàn)車(chē)輛儀表或充電樁顯示電池已完全充電時(shí)，判定為充電完成。

2.3 浸車(chē)

充電完成后立即將試驗(yàn)車(chē)輛運(yùn)輸至環(huán)境艙內(nèi)浸車(chē)，浸車(chē)時(shí)長(zhǎng)為12±0.5小時(shí)。浸車(chē)過(guò)程中，不應(yīng)采取斷開(kāi)低壓蓄電池等特殊停放程序。

2.4 空調(diào)設(shè)置

試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，空調(diào)溫度設(shè)置為最高，吹腳、吹玻璃組合模式，空氣循環(huán)開(kāi)關(guān)置于外循環(huán)，使車(chē)內(nèi)溫度測(cè)量點(diǎn)的平均溫度盡快達(dá)到20℃以上，之后直至試驗(yàn)結(jié)束，該平均溫度應(yīng)保持在20℃-24℃的范圍內(nèi)。此外，車(chē)輛的中排、后排出風(fēng)口應(yīng)全程關(guān)閉。

從車(chē)內(nèi)溫度測(cè)量點(diǎn)的平均溫度首次達(dá)到20℃開(kāi)始，試驗(yàn)員在車(chē)輛怠速時(shí)根據(jù)平均溫度判斷是否需要調(diào)節(jié)空調(diào)溫度設(shè)置，使車(chē)內(nèi)溫度測(cè)量點(diǎn)的平均溫度盡量保持在20℃-22℃的范圍內(nèi)。若平均溫度＞24℃，則每次將溫度設(shè)置減小1℃，若平均溫度＜20℃，則該次溫度設(shè)置的增加值為：當(dāng)前平均溫度距離22℃的差值。

2.5 其他功能設(shè)置

座椅加熱及方向盤(pán)加熱功能全程保持關(guān)閉；制動(dòng)能量回收模式為中等；駕駛模式選擇主模式或可跟隨工況曲線(xiàn)的模式。

2.6 試驗(yàn)行駛

浸車(chē)結(jié)束后，將車(chē)輛快速運(yùn)輸至試驗(yàn)場(chǎng)地，并完成車(chē)輛設(shè)置，按照?qǐng)D2規(guī)定的道路試驗(yàn)行駛工況在雪高速環(huán)道進(jìn)行重復(fù)行駛，直至試驗(yàn)車(chē)輛車(chē)速無(wú)法跟隨工況曲線(xiàn)或試驗(yàn)車(chē)輛內(nèi)溫度無(wú)法保持在20℃-24℃，此時(shí)由駕駛員輔助系統(tǒng)所記錄的行駛里程即為車(chē)輛的高寒續(xù)駛里程。

試驗(yàn)開(kāi)始后至試驗(yàn)結(jié)束，全程保持車(chē)窗關(guān)閉，主駕車(chē)門(mén)允許每完成6個(gè)工況循環(huán)開(kāi)閉一次，用于駕駛員的換乘，單次開(kāi)啟時(shí)間應(yīng)不超過(guò)20s。

3 試驗(yàn)研究

3.1 試驗(yàn)車(chē)輛

試驗(yàn)選用了6款在售的純電動(dòng)乘用車(chē)，車(chē)輛類(lèi)別具體見(jiàn)表2。

3.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在中汽中心牙克石冬季汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)的雪高速環(huán)道進(jìn)行，環(huán)道全長(zhǎng)3km，全景圖見(jiàn)圖3。該試驗(yàn)場(chǎng)位于大興安嶺西麓，湖面平整穩(wěn)定，冬季的平均氣溫低且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)速小。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

按照道路試驗(yàn)行駛工況進(jìn)行行駛，獲得車(chē)輛的高寒續(xù)駛里程，并計(jì)算續(xù)駛里程保持率，具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。其中，續(xù)駛里程保持率是指高寒續(xù)駛里程與車(chē)輛公告中標(biāo)稱(chēng)的CLTC-P續(xù)駛里程的比值。車(chē)輛公告中標(biāo)稱(chēng)的CLTC-P續(xù)駛里程所依據(jù)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 18386.1-2021。

平均氣溫和續(xù)駛里程保持率的分布情況見(jiàn)圖4，從該6款車(chē)的試驗(yàn)結(jié)果可知，整體趨勢(shì)為當(dāng)溫度越低時(shí)，續(xù)駛里程保持率越低。此外，當(dāng)平均氣溫低于-15℃時(shí)，保持率低于40%，平均氣溫低于-20℃時(shí)，保持率低于35%，平均氣溫低于-25℃時(shí)，保持率低于30%。

4 結(jié)語(yǔ)

本文所開(kāi)發(fā)的純電動(dòng)汽車(chē)高寒續(xù)駛里程道路試驗(yàn)方法，在測(cè)試流程上與GB/T 18386.1-2021保持一致，同時(shí)考慮到道路試驗(yàn)的特點(diǎn)，做出相應(yīng)的調(diào)整。其中，將適用于轉(zhuǎn)鼓環(huán)境艙內(nèi)的行駛工況轉(zhuǎn)化為了道路試驗(yàn)行駛工況，并將對(duì)于空調(diào)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)調(diào)整為怠速段間歇調(diào)節(jié)。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，該方法具備較好的一致性和可操作性。

基于6輛純電動(dòng)汽車(chē)的試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果，當(dāng)平均氣溫低于-15℃時(shí)，續(xù)駛里程保持率低于40%，平均氣溫低于-20℃時(shí)，續(xù)駛里程保持率低于35%，平均氣溫低于-25℃時(shí)，續(xù)駛里程保持率低于30%。從結(jié)果可知，純電動(dòng)汽車(chē)在高寒環(huán)境下的續(xù)駛里程衰減問(wèn)題仍然突出，遠(yuǎn)低于消費(fèi)者的期望，整車(chē)企業(yè)應(yīng)繼續(xù)在電池技術(shù)、空調(diào)技術(shù)、能量管理策略等方面開(kāi)展研究工作，著力突破當(dāng)前的發(fā)展瓶頸。

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