关于电动汽车动力性经济性综合评价体系的探讨

宗惠萍

摘 要：随着电动汽车的推广应用，对电动汽车性能的评价提出来更高、更具体的需求。

针对电动汽车的性能特点和用户需求特点，对动力性要求不高，常定义为家庭第二辆城市代步车辆，较容易满足；对经济性，尤其是续驶里程指标较为关注，以保证日常出行。而传统的动力性、经济性评价方法缺乏对用户使用工况的调查，以及对整车性能综合评价的方法。另一方面，缺少电动汽车的经济性评价方法广泛采用了传统车经济性的测试方法，缺少针对电动汽车的能耗分析评级方法。因此，要更准确、更完整、且体现用户使用需求评价电动汽车性能，以及切实提高整车性能指标，改善使用认可度和驾驶感受有着重要意义。

关键词：电动汽车，动力性、经济性， 综合评价

电动汽车与传统燃油汽车在性能需求上基本一致，主要包括动力性和经济性两个方面，对于动力性而言，主要是为了满足汽车在行驶过程中对加速和上坡的动力需求，动力性所能体现的是在汽车行驶过程中所能达到的最高动力和速度水平；相对而言，对于经济性来说，主要是要实现汽车行驶过程中的最低能量消耗。对于电动车来说，主要是消耗电能，如果其经济性好，在行驶相同的里程的前提下，其所消耗的电能也更少，因此，可以认为，纯电动汽车性能水平的重要标志就是动力性和经济性，这会对整车的续驶里程能力构成直接的影响，同时这也是影响纯电动汽车用户和市场接受度的一个关键指标。

1 电动汽车动力性评价指标

对于纯电动汽车而言，就动力性的需求而言，和传统汽车基本类似，在GB18385-2005 中所列出的评定车辆动力性的参数主要是加速时间、最高车速和最大爬坡能力。

1）最高车速

对于最高车速而言，主要有两种类型的指标，分别是 30 分钟最高车速和 1Km 最高车速，以上两个指标都是基于所设定的条件所能实现的平均车速，主要是用来评定纯电动汽车的高速行驶的性能状况。在纯电动汽车中，传动系统的速比和驱动电机的最高转速决定了纯电动车的最高车速情况，在不考虑实际的坡道的阻力时，对于基于最高车速所需要的动力系统的最大的功率为：

（1）

纯电动车在高速行驶过程中，对于影响整车功率需求的最主要因素而言，主要就是空气阻力，对于纯电动汽车而言，其最高车速一般介于 100-160km/h 的范围内，如果不考虑其实际滚动阻力时，基于最高车速的给哦你率和车速之间呈三次方的比例。

2）爬坡性能

对于爬坡性而言，主要是用来评定整车的低速通过性和大负载状态的通过性能，在对其进行评定时，一般是基于所规定的爬坡车速所能达到的最大坡度来表示，在进行最大爬坡度

的设定时，一般会比实际的道路坡度要高，对于爬坡度指标而言，一般是介于 20～30%之间的范围内。如果在某一坡度路面上基于最低的车速行驶，则对于其动力系统的最大的功率需求为：

（2）

其中， 是所设计的最低通过车速，通常为 15-20km/h； 为最大坡度角，

对于动力系统，特别是驱动电机系统来说，最大爬坡性能主要受到电机的低速最大转矩输出能力和短时过载能力的影响。

3）加速性能

在整车的实际运行中，加速行驶过程是最为常见的一种行驶工况之一，一般对其进行的定义是，自一定车速实现向另一车速的加速所需要的最少的时间。在国标中关于减速性能的测试有着如下的规定：以 0-50km/h 和 50-80km/h 两个时间实施评价，其中，通过 0-50km/h 的测试可以对政策的起步加速能力进行评定，而对于 50-80km/h的测试模式而言，主要是对中等车速时的加速超车能力进行评定。但是，当前的加速测试而言，主要是基于 0-100km/h 的加速测试作为加速性能测试的方法。对于整车的实际加速性能而言，就根本而言，在很大程度决定于电机的全速调速范围内的实际的转矩输出的能力，也就是与所配置的电机系统所对应的最大的输出功率的能力。在实际的加速过程中，对于所需要的最大的功率而言，主要是在实现了目标车速时所需要的功率，也就是：

（3）

在以上的公式中，用δ 表示旋转质量换算系数；用v表示加速后期车速；用 表示加速后期加速度。

基于以上的论述，在纯电动汽车中，主要是通过动力性来表示其所能达到的整车极限运动的特性，在很大程度上取決于所搭载的动力系统所能输出的转矩和功率，可以说，这是实现纯电动车进本性能的基础。

2 电动汽车经济性评价指标

在评定纯电动车的经济性能指标时，一个关键性能参数就是单次充电所能实现的最大行驶里程或者其实际的能量消耗，在我国的相关标准中，对此也作了相应的规定。在标中的规定是：对于单次充电的续驶里程而言，主要是指基于标准的要求，在实现充电至满后，基于一定的运动工况需求进行行驶，其所能实现的最大的行驶里程。对于以上所提及的运动工况主要有 NEDC 循环工况和 60km/h 工况，其中，在图 4.1中列出了 NEDC 工况的车速和时间历程。

图 1 NEDC 工况示意图

在 NEDC 循环工况中主要涉及一个市郊循环和 4 个市区循环，将其时间设定为19min40s，将其理论距离设定为 11.022km，如果所试验的车辆的实际车速无法跟随所设定的车速的一定值后，则表示试验结束。

在完成了标准中所规定的试验循环后，对电池进行重新充电后，保证实现试验前

的电池容量，用所得到的电网的电能去除行驶里程，则得到能量消耗率，其单位为Wh/km，表示为

C = E D·················································（4）

在以上的公式中，用 E 表示蓄电池在充电期间来自电网的能量，其具体单位为Wh，用 D 表示在试验期间电动车所能行驶的总距离也就是通常所说的续驶里程，其单位为 km。

经济性测量结果的准确程度要受到测试环境的影响，在国标中对室外的环境温度的规定是要介于 5～32℃之间，而对室内环境的温度规定是要介于 20～30℃之间。

3 电动汽车动力性经济性综合评价指标

结合电动汽车动力性、经济性的评价指标，以爬坡能力、续驶里程、最高车速、加速能力、百公里耗电量等作为相应的参数指标，通过对指标参数的加权综合，体现各个指标在综合评价体系中的地位和重要程度。在本文中主要是基于客观赋权法，构基于不同指标之间的相互的关系或者与各个指标所对应的变异的程度来进行权重的确定，并构建了纯电动汽车动力性经济性综合评价的指标体系。

熵值法（ Entropy method）是较为客观的一种赋权法，在实际应用中，基于各个指标所能体现的信息量的大小来对指标的时间权重进行确定。就具体的应用来说，所选择的正向型指标主要是：爬坡能力、最高车速以及续驶里程等，所选择的逆向型指标主要是耗电量以及加速能力等。

4结束语

电动汽车动力性和经济性的综合评价是电动汽车改善整车性能，提高市场竞争力的重要保证，合理的评价标准更能体现用户的使用要求，为整车系统优化提供方向。为了提出合理的评价标准，从整车的动力性、经济性测试方案出发，考虑电动汽车的动力特点及运行机理，着重分析其能耗特性，为提出经济性评价方案提供理论基础。本文首先介绍了电动汽车动力性和经济性的评价指标和评价方法，选取多个动力性、经济性评价指标，描述了一种基于熵权法的指标权重赋值方法，并将其应用于选取的指标，提出一种了综合考虑最高车速、加速性、爬坡度、百公里能耗以及续驶里程的综合评价方法，提出综合评价指标。

参考文献

[1] GB/T 18385-2005， 电动汽车 动力性能 试验方法[S]. 2005.

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