一种电动汽车续驶里程测量替代方法的研究

杨杨，陈磊，贺子龙，朱增怀

(安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601)

一种电动汽车续驶里程测量替代方法的研究

杨杨，陈磊，贺子龙，朱增怀

(安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601)

鉴于采用NEDC工况法测量电动车续驶里程存在耗时长的问题，基于对实测数据的分析，提出一种替代方法，即除第一个循环外，单个循环的能耗及续驶里程根据多个循环的平均值求取，放电总能耗根据实际道路测试结果求取，循环数根据放电总能耗与单个循环能耗求取，最终由单个循环续驶里程与循环数计算得出总的续驶里程。结果表明，运用替代法，测量时间能缩短33%以上，且精度在±1%内，说明此方法是可行的。

电动汽车；续驶里程；替代方法；测试精度

0 引言

能源安全、环境污染和全球气候变暖的紧迫形势下，节能减排是全世界国家和地区车企都需要面对和解决的课题。新能源汽车是降低能耗的有效途径之一，其技术发展趋势呈多元化，如纯电动、混合动力(分油电式和插电式)、燃料电池等。电动汽车最大的优势在于“零排放”，劣势则是续驶里程相比其他新能源汽车或燃油汽车偏短。因此，续驶里程是电动汽车一项非常关键的考核指标。

电动汽车的续驶里程是指在动力蓄电池完全充电状态下，以一定的行驶工况，能连续行驶的最大距离(以km为单位)。国内车企目前均是按照GB/T 18386-2005《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》来测试续驶里程的。因测量电动汽车的续驶里程需要进行多个NEDC循环，完成一项试验所花费的时间比传统燃油汽车要长很多。作者基于多次完整NEDC工况法试验数据和不同工况下的放电能耗规律，提出一种耗时少的替代方法。

1 续驶里程试验的国标法简介

GB/T 18386-2005《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》中规定的M1类电动汽车的续驶里程试验有两种工况：60 km/h等速法和NEDC工况法。等速60 km/h工况与用户使用工况差别太大，且GB/T 18386-XXXX的修订草案[1]中拟删除该种工况，文中不作研究。

1.1 NEDC工况简介

1个NEDC试验循环由4个市区循环和1个市郊循环组成(见图1)，理论试验距离为11.022 km，时长为19 min 40 s。

图1 NEDC的组成

其中1个市区循环理论行驶距离有1.017 km，工作时间为195s；1个市郊循环理论行驶距离有6.956 km，工作时间为400 s。

1.2 NEDC工况法简介

(1)试验程序

室温20～30 ℃，车辆充满电后在底盘测功机上按NEDC工况法试验，直到达到试验循环结束条件时停车，在工况试验循环结束时记录试验车辆驶过的距离D(km)[1]。

(2)试验循环结束的条件[2]

试验循环结束的条件：车载仪器给出驾驶员停车指示；或工况法试验时，车速不大于70 km/h，不能满足公差要求；车速大于70 km/h，将加速踏板踩到底，允许超出公差范围，总时间不超过4 s。

(3)公差要求

试验循环上的速度公差和时间公差应该满足图2给出的公差和基准曲线的要求。

图2 基准曲线和公差[1]

图2中的每一个点给出的速度公差为±2 km/h，时间公差为±1 s。在每个行驶循环中，允许存在超出这些公差范围的情况，总时间应不超过4 s。

2 续驶里程试验的替代法研究

2.1 多次完整NEDC试验的数据分析

以某款电动汽车8次完整的NEDC续驶里程试验的样本数据为例，按NEDC工况法完成1次续驶里程的测量需要经过14个循环。图3是8次续驶里程试验下历次循环的放电能耗数据：第1个NEDC循环能耗较高，从第2个NEDC循环开始，单个循环能耗基本稳定。为了消除试验误差，以多个循环的平均值作为单个循环的平均能耗，在计算平均能耗时，不计入第1个循环，从第2个循环开始求取平均值。

图3 NEDC循环数与放电能耗关系

分别取第2～3、2～4、2～5、2～6、…、2～13个循环的平均值，与第2～14个循环的平均值对比，见图4(图中每个循环组数对应的8个数据为8次NEDC续驶里程试验样本获得的数据)：第2～5个循环及以上的平均值，与除第1个循环外的平均放电能耗误差均在±1%内。在尽量节省试验时间和保证试验精度不劣化的原则下，循环次数最少应为5个。因此，第2～5个循环计算得出的平均放电能耗可以代表该车单个循环的放电能耗平均水平。

图4 2～3、……、2～13个循环放电能耗平均值的偏差率

2.2 两种工况的放电总能量分析

分别按照NEDC工况和实际道路工况放电，至满足试验终止要求时停止，记录历次试验结束时的放电总能量，见表1。实际道路工况与NEDC工况的放电能量相比，偏差在±2%范围内，如考虑电池衰减等影响因素，可认为二者放电能量是相同的。

实际道路工况没有固定的行驶路线且不受场地的限制，可以通过急加速等动作对电池进行大倍率放电来缩短试验时间。因此，NEDC工况法的放电总能量可根据实际道路放电获得。

表1 两种工况电池放电能量比较

2.3 替代法设计

(1)实际道路工况测试。车辆充满电后在实际道路上行驶，放电至满足第1.2节中规定的试验循环结束条件时停车，记录电池放电总能量Qc。

(2)NEDC工况测试。试验方法同上，试验截止条件修改为第5个循环结束后停止试验。记录下第1个循环的里程D1、电池放电能量Q1，第2～5个循环的总里程D2～5、电池放电能量Q2～5。

(3)续驶里程计算公式推导过程。根据实际道路上测量的放电能量，得到NEDC工况整个续驶里程试验的电池放电能量Q：

Q=Qc

(1)

根据Qc、Q1、Q2～5得到除第一个循环外的循环数N2～n：

N2-n=4(Q-Q1)/Q2～5

(2)

根据N2～n得到除第一个循环外的续驶里程D2～n：

D2～n=D2～5/4×N2～n

(3)

根据D1、D2～n得到总续驶里程D：

D=D1+D2～n

(4)

2.4 替代法精度验证

根据实际道路工况及NEDC前5个循环推算出整个续驶里程D，如图5和表2所示:与实际NEDC试验结果偏差在±2%以内，且大部分在±1%以内，证明这种方法可行。

图5 替代法计算值与NEDC测试值偏差率

表2 替代法计算值与NEDC测试值比较

3 结束语

通过替代法，在缩减试验时间的同时，精度也有保证。以一辆续驶里程200 km以上的电动汽车为例，原本需要完成18个NEDC循环，耗时6 h，现只需5个NEDC循环，耗时4 h，测量时间缩短了33%。且放电总能量通过实际道路测试获取，能有效缓解转毂试验资源的压力。

【1】GB/T 18386-XXXX 电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法 (修订草案)[S].

【2】GB/T 18386-2005 电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法 [S].

Study on a Substitutive Method of Electric Vehicle Driving Range Test

YANG Yang，CHEN Lei，HE Zilong，ZHU Zenghuai

(Anhui Jianghuai Automobile Co.，Ltd.，Hefei Anhui 230601，China)

In view of the problem that a long time should be taken to measure the driving range of electric vehicle by using NEDC condition method, based on the analysis to measured data, an alternative method was given. In other words，in addition to the first cycle, the battery discharge energy consumption and driving range of per NEDC cycle were calculated according to the average value of a plurality of cycles, the total discharge energy consumption was calculated according to the actual road test results, the cycles number was calculated according to the total and per cycle’s discharge energy consumption. Finally, the total driving range was calculated by the per cycle’s driving range and cycles number. The results show that, by using the alternative method, measurement time can be reduced by more than 33%, and the testing accuracy is less than ±1%. The method is feasible.

Electric vehicle; Driving range; Substitutive method; Testing accuracy

2016-09-06

杨杨(1983—)，硕士研究生，工程师，研究方向为新技术研究。E-mail：yangyang5460@163.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2016.12.009

U461.8

B

1674-1986(2016)12-041-03