使用工况对纯电动汽车续驶里程影响研究

张 臣赵 阳李颖林潘大磊吕 硕 Zhang ChenZhao YangLi YinglinPan DaleiLü Shuo

使用工况对纯电动汽车续驶里程影响研究

张 臣1，2，赵 阳1，2，李颖林1，2，潘大磊1，2，吕 硕1，2
Zhang Chen，Zhao Yang，Li Yinglin，Pan Dalei，Lü Shuo

（1. 国家汽车质量监督检验中心（北京），北京 101300；2. 北京汽车研究所有限公司，北京 100079）

依据《2017年北京市新能源小客车产品质量安全风险监测实施方案》和《北京市示范应用新能源小客车符合性验证实施方案（2014版）》，随机抽取预售新车作为试验样车进行常温续驶里程、-15℃低温续驶里程、-15℃低温充电性能、40℃高温续驶里程和40℃高温充电性能等试验。通过结果的统计和分析，得到低温不开暖风、低温开暖风、高温开空调等不同使用工况对纯电动汽车续驶里程的影响规律。

使用工况；纯电动汽车；续驶里程；高低温

0 引 言

目前纯电动汽车依然处于研发和推广应用阶段，其产品质量状况和安全标准体系在不断改进，产品质量被社会广泛关注，尤其是续驶里程，一直饱受消费者诟病，新闻媒体曾报道过电动汽车续航里程虚高的问题[1]。

通过对随机抽取的预售新车进行常温续驶里程、-15℃低温续驶里程、-15℃低温充电性能、40℃高温续驶里程和40℃高温充电性能等试验，得到不同使用工况对纯电动汽车续驶里程的影响规律。

1 测试方法

车辆测试方法依据《2017年北京市新能源小客车产品质量安全风险监测实施方案》和《北京市示范应用新能源小客车符合性验证实施方案（2014版）》制定，具体项目及试验方法见表1，所用试验设备见表2。

续表1

表2 试验设备

2 测试过程

2.1 样车选取

以进入《北京市示范应用新能源小客车产品备案信息（2017年版）》[3]且市场保有量较高的车型为样车选取范围，以全市4S店和车辆生产企业为样车来源，进行随机选取，共有8个车型的8辆车入选，具体见表3。

表3 样车信息

2.2 测试试验

续驶里程试验过程如下：

1）车辆驱动轮置于底盘测功机的转鼓上，非驱动轮固定在地板上；

2）底盘测功机根据车辆整备质量设定阻力；

3）驾驶员按照提示驾驶车辆，进行NEDC（New European Driving Cycle，新欧洲标准行驶循环）运转；

4）按照GB/T 18386—2005中的规定记录续驶里程。

试验照片如图1所示。

图1 续驶里程试验

3 测试结果及分析

3.1 常温续驶里程试验结果及分析

按表1中的试验方法对样车进行常温续驶里程试验，测试结果如图2所示。

图2 常温续驶里程结果

由图2可知，除3号试验样车外，其他各试验样车的实际测试结果均高于公告值，7辆样车的实测续驶里程超出了公告续驶里程的0.8%～25%。3号样车在剩余电量低于一定值后采取了限功率保护措施，导致续驶里程测试结果低于公告值。

此外，实测常温续驶里程超过250 km的车型(4～8号样车)占比达62.5%，2014 —2015年测试车型中占比为26.7%，与两年前测试车型[4]相比提升35.8%。

3.2 低温续驶里程试验结果及分析

3.2.1 低温不开暖风续驶里程测试结果分析

对选取的8辆试验样车进行不开暖风低温续驶里程测试，结果见表4。

表4 低温不开暖风续驶里程测试结果

续表4

注：表中续驶里程变化率=（常温续驶里程-高/低温续驶里程）/常温续驶里程；充电电量变化量=常温充电电量-高/低温充电电量。

由表4可知，低温对电动汽车续驶里程影响很大。6号样车在低温条件下无法充电，未进行低温续驶里程测试。对于其他7辆样车，在-15℃环境条件下，低温不开暖风续驶里程相对常温续驶里程降低了6.1%～34.5%，续驶里程平均降低25.5%；其中，1号样车降低最多，为34.5%，3号样车降低最少，为6.1%。

7号样车使用了专用充电桩，无法进行电量测量。这样除去6号和7号样车，比较其他5辆样车在试验结束后的充电电量可知，常温续驶结束后的充电电量均高于低温续驶结束后的充电电量；其中试验结果中1号样车相差最多，达到38.6%，如果计算充电过程中电池加热系统的电量损耗，则电量差会更加明显；由此可见，电池充电能力受低温影响较大，电池无法正常充满且无法正常放电是导致续驶里程降低的一个重要因素。

3.2.2 低温开暖风续驶里程测试结果分析

对选取的8辆试验样车进行低温开暖风续驶里程测试，结果见表5，低温不开暖风、开暖风及常温下的续驶里程对比如图3所示。

表5 低温开暖风续驶里程测试结果

图3 低温开暖风、不开暖风和常温续驶里程测试结果对比

表6 开关暖风续驶里程变化率

注：表中开关暖风续驶里程变化率=（低温开暖风续驶里程-低温不开暖风续驶里程）/低温不开暖风续驶里程。

由表5及图3可知，在低温条件下行驶，如果驾驶员开启暖风系统，车辆续驶里程急剧下降。6号样车低温条件下无法充电，7号样车由于使用专用充电桩无法进行电量测量。对于其他5辆样车，在-15℃环境条件下，低温开暖风续驶里程相对常温续驶里程降低23%～57%，3号样车下降最少，为22.9%，其他样车下降比率均在50%左右，平均下降率为46.1%。

从表6可以看出，与不开暖风时的续驶里程相比，开启暖风系统后各试验样车的续驶里程变化率在17.9%～40%范围内。由于电动汽车与传统汽车的暖风系统有较大差别，传统车利用发动机散热作为热源，对油耗影响较小，而电动车热源主要是动力电池供电的加热系统，消耗了大量的电能，导致续驶里程减少。

通过比较试验结束后的充电电量可以发现，常温充电电量均高于低温时充电电量，这与低温不开暖风续驶里程试验中的测试结果相吻合。

3.3 高温续驶里程试验结果及分析

考虑用户实际使用情况，在夏季高温环境驾驶车辆时均会打开车内空调，故对选取的8辆试验样车进行高温开空调续驶里程测试，结果见表7。

表7 高温开空调续驶里程测试结果

由表7可知，高温环境开空调对电动汽车续驶里程影响较大，高温续驶里程相对常温续驶里程降低了13.2%~28.6%，2号样车下降最多，达到28.6%，7号样车下降最少，为13.2%，平均下降率为18.1%。除1号和2号样车外，其他样车结束试验后剩余电量均为0。

通过比较试验结束后的充电电量可以发现，高温充电电量与常温充电电量基本一致，甚至略有提升。这说明高温环境条件对电池充放电的影响不大，与常温条件基本相同，导致续驶里程下降的主要因素是开启了空调系统。

由于高温续驶里程试验过程中未开启阳光模拟装置，车内温度比夏天高温强光照条件下的温度要低，当车内温度达到规定的（26±3）℃以后，空调系统均保持在最小风量和最低制冷量状态。在夏季高温条件下，当空调负荷较大时，实际续驶里程将比本次测试结果更低。

4 结 论

根据上述测试结果，得到不同使用工况对纯电动汽车续驶里程的影响规律：

1）在低温不开暖风工况下，动力电池的充、放电能力变差，续驶里程有所减少。在-15℃环境条件下，低温不开暖风续驶里程与常温续驶里程相比平均降低25.5%。

2）在低温开暖风工况下，续驶里程大幅降低。在-15℃环境条件下，低温开暖风续驶里程与常温续驶里程相比平均降低46.1%。

3）高温环境下开空调对电动汽车续驶里程的影响小于低温环境的影响。在40℃环境条件下，高温开空调续驶里程与常温续驶里程相比平均降低18.1%，小于低温下开启空调时续驶里程的下降率46.1%。

针对当前测试结果，电动汽车生产企业应增加或升级动力电池温度管理系统，确保动力电池能够在最佳温度进行工作。此外，还可以从提高动力电池能量密度、提升空调和暖风系统的工作效率等方面采取措施，减少高、低温条件下续驶里程的衰减。

[1]工业和信息化部，国家发展改革委，科技部.汽车产业中长期发展规划[EB/OL].(2017-04-25) [2020-06-10]. http://www.miit.gov.cn/ n1146295/ n1652858/n1652930/n3757018/c5600356/content.html .

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会. 电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法：GB/T 18386-2005 [S].北京：中国标准出版社.

[3]北京市经济和信息化局.北京市示范应用新能源小客车产品备案信息（2017年版）[EB/OL].(2017-12-22)[2020-06-10]. http://jxj. beijing. gov.cn/jxsj/ztsjk/201911/t20191120_514259.html.

[4]李颖林，赵阳，潘大磊，等.北京市新能源小客车续驶里程测试研究[J].北京汽车.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