西宁市纯电动公交车续驶里程试验对比分析

李恒宾，祝存栋，黄 伟

（青海交通职业技术学院，青海 西宁 810003）

1.引言

2020 年西宁市人民政府发布了《西宁市进一步加快纯电动车推广应用支持锂电新能源产业发展的措施》。文件指出，在公交领域，从2020 年起，全市新增和更新的公交车全部使用纯电动车。2024 年底前，市公交集团运营的城市公交线路全部实现纯电动化。

续驶里程是衡量纯电动汽车整车性能的重要性能指标。研究表明，高海拔和低温都会对纯电动汽车的续驶里程产生不利的影响。

西宁市是青海省省会,位于青海省东北部，青藏高原东北部，西宁市区平均海拔2261 米，年平均气温7.6℃，最高气温34.6℃，最低气温零下18.9℃，属高原高山寒温性气候。恶劣的气候条件必然会对纯电动汽车的各种性能进行考验。本文通过理论分析和试验研究，对西宁市纯电动公交车在不同气温条件下的续航里程进行分析和研究，为该车辆在高原地区的运行提供合理化建议。

2.续航里程影响因素理论分析

当温度由20℃下降到0℃时，150Ah 单体磷酸铁锂电池的内阻增加1 倍左右；当温度下降到-10℃时，电池内阻增加2 倍左右，从而导致锂离子电池放电容量加速下降，续航里程缩短。

随着海拔的增加，大气压强逐步下降，同时含氧量逐步下降，大气密度也逐步下降。对于动力电池而言，压强的变化可能造成电池内部结构的变化，对动力电池的充放电特性造成一定的影响，引起续驶里程的改变。

驱动电机在高海拔运行，由于气压低，散热条件差，损耗将会增加，运行效率降低，输出功率越小，造成续驶里程缩短。

根据帕邢定律，高海拔会造成IGBT 模块的击穿电压降低。同时破坏功率器件的空间电荷区电场，造成器件失效，影响电动汽车的续驶里程。

3.试验设备及方法

3.1 试验设备

主要有SG-830GPS 非接触速度仪、风速仪、温度计、海拔高度表等。

3.2 试验对象

本试验采用的车型为2017 年比亚迪股份有限公司生产的K8 纯电动城市客车，电池类型为磷酸铁锂电池，电池电量194kW·h，充电时间2—3h，续驶里程不开空调≥230km，开空调≥150km。

3.3 试验方法

由于试验车辆数量较多，但续驶里程变化曲线基本一致，因此选取了4 辆车作为分析样本。分别选取了西宁市纯电动公交车青A18867D、青A18809D、青A18880D、青A18551D，行驶路线图如图3-1 所示。

图3-1 西宁市纯电动公交车行驶路线图

试验分别采集了这4 辆公交车在2018 年不同月份、不同气温条件下的续驶里程数据，通过与理论续驶里程数据进行对比和分析，得到高海拔和低温对续驶里程的影响程度。

根据青海省气象局2018 年西宁市1-12 月全年的气温数据，其中7 月份平均气温最高，为7.53℃，1 月份平均气温最低，为-6.45℃。通过对西宁市纯电动公交车运行情况调研，在西宁地区一般3 月-11 月为不开空调运行阶段，续驶里程理论值为≥230km；1 月、2 月和12 月为开空调运行阶段，续驶里程理论值为≥150km。

4.试验结果分析

图4-1 青A18867D纯电动公交车续驶里程对比图

从图4-1 可以得出，续驶里程随温度的升高而升高，随温度的降低而降低。在低温环境，实际测试的续驶里程均低于理论续驶里程。实际续驶里程相对理论续驶里程在3 月份下降最大，下降了38.99%，在2 月份下降最小，下降了11.65%，实际续驶里程相对理论续驶里程全年平均下降值为26.60%。

图4-2 青A18809D纯电动公交车续驶里程对比图

从图4-2 可以得出，续航里程随温度的升高而升高，随温度的降低而降低。青A18809D 纯电动公交车实际续驶里程相对理论续驶里程在11 月份下降最大，下降了39.96%，在2 月份下降最小，下降了3.60%，实际续驶里程相对理论续驶里程全年平均下降值为22.36%。

图4-3 青A18880D纯电动公交车续驶里程对比图

从图4-3 可以得出，续航里程随温度的升高而升高，随温度的降低而降低。青A18880D 纯电动公交车实际续驶里程相对理论续驶里程在11 月份下降最大，下降了29.65%，在2 月份下降最小，下降了3.20%，实际续驶里程相对理论续驶里程全年平均下降值为18.46%。

图4-4 青A18551D纯电动公交车续驶里程对比图

从图4-4 可以得出，续航里程随温度的升高而升高，随温度的降低而降低。青A18551D 纯电动公交车实际续驶里程相对理论续驶里程在11 月份下降最大，下降了38.83%，在2 月份下降最小，下降了11.11%，实际续驶里程相对理论续驶里程全年平均下降值为31.60%。

5.结论及建议

通过对4 辆纯电动公交车样本的试验数据对比分析结果，可以看出，续驶里程的变化大致是随着环境温度的升高平均行驶里程增大，随着平均温度的降低平均行驶里程减小。同时，高海拔对续驶里程的影响也不容忽视。

同一条运行线路、同一月份，不同的样本车辆续驶里程的变化规律基本相同，但也有细节上的差异，主要取决于车辆的状况、运行线路的人流量、道路的通畅程度、驾驶员的驾驶习惯等多种因素的影响。

在3 月份和11 月份由于环境温度较低，加之需要开空调，导致实际续驶里程出现了比较明显的下降，实际续驶里程相对理论续驶里程最大下降了39.96%，对公交线路的正常运行和车辆调度造成一定的不良影响。同时，由于低温环境引起的续驶里程下降，造成充电次数增多，能量消耗率大幅度提高，经济性变差。建议在气温较低的月份要适当采用保温措施和节电控制策略，同时，合理规划行驶路线，以保证发挥更好的经济性能。在车辆选购的时候，可重点参考生产厂家对于动力电池、驱动电机等的结构设计，是否具有良好的节电控制策略，最好选择适应高海拔、高寒地区运行的产品。

在环境气温较低的月份，建议采用多种新能源车辆联合运营，形成优势互补。可以用纯电动汽车、油气双燃料汽车、油电混动汽车等交通运输车辆并行，当冬天气温很低的几个月，由于纯电动汽车的续航里程、能量消耗率明显下降时，可以采用油气双燃料汽油、油电混动汽车来替补运行。