纯电动汽车实际续航能力与公告续航里程差异的原因分析

葛婵

摘  要：续航能力作为电动汽车的重要性能指标之一，是消费者重点关注的性能指标之一，然而消费者常常抱怨实际续航能力低于公告续航里程。公告的续航里程很大程度上参考了NEDC循环工况的测试数据，而实际工况的续航能力往往低于NEDC续航里程。续航里程是动力电池能量与整车行驶能耗共同作用的结果，其受到动力电池能量、驱动电机性能、环境温度、驾驶路况等诸因素的影响。本文就实际工况与NEDC循环工况续航里程存在差异的原因进行了多方位的分析，剖析了环境温度、驾驶工况等影响因素的差异对续航里程的影响。

关键词：纯电动汽车  新能源汽车  续航能力  续航里程  续驶里程

中图分类号：U469.72                          文献标识码：A                   文章编号：1674-098X（2020）08（a）-0131-04

Abstract： The endurance ability is one of the most important index of electrical vehicle， which caught the attention of consumers. However， the consumers always complain the actual endurance mileage lower than the announced. The announced mileage largely refers to NEDC test data， but the actual mileage is often lower than NEDC mileage. The endurance mileage is affected by the energy of power battery and the vehicle energy consumption of driving. In detail， it is affected by the energy of power battery， the performance of electric motor， environment temperature， driving condition and so on. This paper analyzes the reasons of mileage difference between the actual condition and NEDC condition through multi-dimension and analyzes the influence of environment temperature， driving condition and other factors on endurance mileage.

Key Words： Pure electric vehicle; New energy vehicle; Endurance capacity; Endurance mileage

由于燃油汽車依赖的石油资源紧张，且燃油汽车对空气的污染严重，我国作为汽车消费大国，国家近年来倡导开发新能源汽车。纯电动汽车作为新能源汽车的分支之一，其续航能力是消费者重点关注的性能指标之一，然而用户常常抱怨实际续航能力低于公告续航里程。

电动汽车公告的续航里程很大程度参考了NEDC循环工况（New European Driving Cycle，新标欧洲循环测试）的测试数据，这是GB/T 18386《电动汽车能量消耗和续航里程试验方法》中提出的测试工况。而实际工况与NEDC工况存在差异，实际续航能力往往不如NEDC循环工况理想。本文就实际续航能力与NEDC续航里程差异的原因进行阐述。

1  实际与NEDC续航里程对比

2019年9月《凤凰网汽车》网站发布了多款纯电动汽车的续航里程数据（见表1），测试条件：全天空调22度自动，测试道路70%市区+30%高速（包含一个晚高峰）。由表1的数据可看出，实测续航里程与NEDC续航里程存在不同程度的差异。

续航里程受到动力电池能量、整车整备质量、驱动电机性能、电控策略、环境温度、驾驶路况、驾驶习惯等因素的影响[1]。那么实际工况与NEDC工况之间存在何种差异，又如何影响续航里程？总体来说，是由于NEDC循环工况是欧洲建立的标准[2]，在车速的设定上与我国的实际路况存在较大差异。NEDC工况的驾驶环境、驾驶习惯方面采取了相对高效节能的模式;而实际的工况及车辆功能的使用相对低效高能，具体原因如下文所述。

2  续航里程差异原因分析

2.1 环境温度

用户发现夏季和冬季较公告的续航里程相差更大，图1展示了一款NEDC续航里程为355km的纯电动汽车在华北地区测试的续航能力，其中春秋的平均续航能力为219km，夏季平均续航能力为206km，冬季平均续航能力为169km，续航能力为春秋>夏季>冬季。

NEDC循环工况要求在20～30℃的室温环境[2]下进行，考虑到电池性能的良好发挥及电池热管理系统的工作能耗，汽车制造商往往选择25℃左右的环境温度。而实际驾驶时，环境温度不能确保在最良好的温度区间，因而降低续航里程。环境温度对续航里程的影响原因如下。

2.1.1 电池容量对温度的敏感性

电池在低温时容量较低，尤其是现在市面流行的锂离子动力电池，低温性能较差（如图2所示），所以冬季的续航里程较差是固有特性。

2.1.2 电池热管理系统工作耗能

电池的整体性能受到温度影响较大。市面上广泛使用的动力电池体系——锂离子电池，其容量、功率、充放电效率、安全性和寿命均受到温度的显著影响;且电池具有一定的内阻，伴随时刻发生的电化学反应，电池自身产热而引起温升和温差，也将影响电池的电性能和安全性[4]。为了良好发挥动力电池性能，且避免局部热失控造成的安全隐患。新能源汽车设计有电池热管理系统，对电池进行低温加热、高温散热以及保温管理。当温度过高或过低时，热管理系统工作消耗动力电池能量，一定程度上会降低续航里程。

2.1.3 空调系统工作耗能

为了考察车辆的真实续航能力，NEDC工况要求不使用空调。而在冬季和夏季时，人们为了舒适感常常使用空调，会消耗一定的电能。

2.1.4 小结

综合以上因素，环境温度对续航能力具有较大的影响。首先，电池的低温性能差;再次，在高温和低温时，动力电池热管理系统的工作，以及驾驶者开启空调产生能耗。所以，夏季和冬季的续航能力低于春秋，尤其是寒区对续航能力的挑战最大。

2.2 驾驶路况

NEDC循环工况是由4个市区循环和1个市郊循环程序组成（如图3所示），在转毂试验台进行[2]。而实际的路况多样，不同路况对续航能力的影响分析如下。

2.2.1 坏路

NEDC工况测试在转毂试验台进行，模拟常规路面的阻力。如若行驶于坏路（如比利时路、卵石路、沙石路、搓板路等），阻力大，摩擦力大，能耗高，进而降低续航能力。

2.2.2 高速

为提高续航里程，电动汽车具有能量回收功能。车辆在减速或制动过程中会产生能量回收，即将多余的动能转化为电能储存于动力电池中。而在高速行驶时，车辆较少地减速或制动，所以能量回收很少启用。所以高速行驶时的续航里程有所降低。

2.2.3 拥堵道路

NEDC循环工况在速度設定和循环比例的分配上，与中国用户的实际行驶工况差别很大。NEDC工况的市区工况几乎是设定的匀速行驶，而在中国的市区遇见拥堵经常是走走停停。电机在低速运转时效率较低（如图4所示）[3]。若长期行驶于拥堵路段，电机长期处于低效工作阶段，会降低续航能力。

2.2.4 坡道

NEDC循环工况的测试是在转毂试验台上进行[2]，不受重力势能的影响。而实际道路出现上坡和下坡时，受到重力势能影响。上坡时，车辆需要克服重力势能，而输出更多的动能，造成整车能耗高;下坡时，车辆受到因重力势能的补给，不需要输出更多的动能，所以整车能耗低。实际工况中，长时间处于上坡或长时间处于下坡，会对续航能力产生负向或正向的影响。

2.3 用电器的使用

为了能够展现车辆的真实续航能力，NEDC测试时，不使用空调、车灯、影音娱乐系统等。而在实际驾驶时，用户会不同程度地使用电器，带来一定程度的能耗。

2.4 风阻

NEDC循环工况是在室内的转股试验台进行的，环境相对稳定，且车辆仅车轮转动，车辆整体不产生相对位移。而实际行驶过程中的风阻与转毂试验台存在一定差异，车辆整体与空气产生相对位移，以及大风天气影响，产生风阻，进而影响续航里程。

2.5 充电方式

GB/T 18386要求按照车辆制造厂规定的充电规程或使用车载充电器进行慢充[2];而实际用户为了使用方便，经常使用快充。快充也是导致续航里程较低的原因之一。由图2可知，相同温度下，倍率越低，电池的相对容量越高。这是由于倍率越低，充电电流越低，电化学反应越充分，所以容量越高。

2.6 动力电池循环寿命

动力电池随着电池的循环次数增加，电池的容量会发生衰减[6]，这是由于电池在不断地充电、放电过程中材料结构发生变化、副反应产生以及电芯均衡过程等因素造成的。而电池能量与电池容量成正向关系，电池能量下降，续航能力则会下降。根据GB/T 31484要求，电动汽车动力电池的标准循环寿命为500次的容量保持率不低于90%，1000次的容量保持率不低于80%[5]。并且NEDC工况要求车辆在测试前至少行驶