电动汽车动力性能试验方法分析及优化

唐小华，徐金梅

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

随着新能源汽车产业快速发展，关键核心技术取得重大突破，新能源汽车产品性能得到极大提升。动力性能作为汽车各大性能中最基本最重要的一项性能，是汽车关键技术能力的标志。

当前行业上电动汽车动力性能试验方法主要是依据国家标准GB/T 18385—2005[1]，试验方法与国际标准IS0 8715—2001 基本一致，已执行10 余年，鉴于行业快速发展以及产品技术的迭代更新，相关试验方法已不能满足当前技术的发展，需结合现有产品性能指标以及未来技术发展趋势等因素对试验方法进行调整与优化。

本文章以国家标准GB/T 18385 关于电动汽车动力性能试验方法为基础，对电动汽车的动力性能试验方法进行对比分析，探讨提出了试验方法的优化建议，使之与传统车及混合动力电动汽车的相关标准协调一致，更好地对电动汽车的动力性能进行评价，更能反映当前电动汽车动力性能的实际水平，符合未来行业的发展趋势。

1 动力性能试验方法概述

1.1 试验条件

试验车辆应依据每项试验的技术要求加载，车辆轮胎气压应符合车辆制造厂的规定，车上的照明、信号装置以及辅助设备应该关闭，试验应该在干燥的直线跑道或环形跑道上进行。路面应坚硬、平整、平静且要有良好的附着系数。

1.2 试验准备及试验顺序

按照车辆制造厂规定的充电规程，使电池达到完全充电，试验车辆上的里程表应设置为0，或记录里程表上的读数，试验车辆应以制造厂估计的30 min最高车速的80%速度行驶5 000 m，使电机及传动系统预热。

试验顺序按照30 min 最高车速试验、最高车速试验、加速性能试验、4%和12%的爬坡车速试验、坡道起步能力试验依次进行。

1.3 30 min 最高车速试验

将试验车辆加载到试验质量，在环形跑道或者底盘测功机上进行，以该车30 min 最高车速估计值±5%的车速行驶30 min，测量车辆驶过的里程S1，计算平均30 min 最高车速。

1.4 最高车速试验

将试验车辆加载到试验质量，在直线跑道或环形跑道上将试验车辆加速，使汽车在驶入测量区之前能够达到最高稳定车速，并且保持这个车速持续行驶1 km，随即做一次反方向的试验，记录通过的时间，计算最高车速。

1.5 加速性能试验

1.5.1 M1、N1 类纯电动汽车加速性能试验

0～50 km/h 加速性能试验：试验车辆停放在试验道路起始位置，起动车辆，将加速踏板快速踩到底，使车辆加速到50±1 km/h。（有离合器和变速器车型换挡操作：加速踏板快速踩到底，换入适当挡位）。

50～80 km/h 加速性能试验：将试验车辆加速到50±1 km/h，保持车速行驶0.5 km，将加速踏板踩到底，或使用离合器和变速杆（若有）将车速加速到80±1 km/h，加速试验均往返各一次，记录加速时间，取算术平均值作为最终结果。

1.5.2 M2、M3 类纯电动汽车加速性能试验

分为0～30 km/h 加速性能试验和30～50 km/h 加速性能试验，试验方法同上。

1.6 爬坡车速试验

将试验车辆加载到最大设计总质量，将试验车辆置于测功机上，测功机增加相当于4%坡度的附加载荷，将加速踏板踩到底，确定试验车速能够达到并能持续行驶1 km 的最高稳定车速。记录持续行驶1 km 的时间，计算出爬坡最高车速，按照同样方法对12%坡度情况下，计算爬坡最高车速。

1.7 坡道起步能力试验

将试验车辆加载到最大设计总质量，试验坡道应有10 m测量区，测量区前应提供起步区域，车辆放置在起步区域，以每分钟至少行驶10 m 的速度，通过测量区，如果车辆装有离合器和变速器的话，应用最低档启动车辆并以每分钟至少行驶10 m 的速度通过测量区。

2 动力性能试验方法分析

2.1 试验质量

电动汽车和燃油汽车动力性能试验质量相比，电动汽车试验质量按照GB/T 18385 要求，燃油汽车试验质量按照GB/T 12544[2]、GB/T 12543[3]及GB/T 12539[4]要求，试验质量对比见表1。

表1 电动汽车和燃油汽车动力性能试验质量

电动汽车最高车速和加速性能试验的试验质量是按照最大装载质量分别进行要求，除了小微型车辆，其他所有类别车辆的装载质量基本均为半载试验，燃油汽车按照车型类别进行分类，对于M1 和2 t 以下N1 类车型，电动汽车和燃油汽车的试验质量基本一致，对于M2、M3 及2 t 以上的N 类车型，差异较大，电动汽车为装载质量的50%，燃油汽车的试验质量客车为65%，其他为满载。

爬坡试验试验质量相同，均为最大设计总质量。

电动汽车动力性能试验质量和电动汽车能耗性能试验质量对比见表2。

表2 动力性能和能耗试验质量

电动汽车动力性能和电动汽车能耗试验在早期的标准中起质量加载是相同的，随着电动汽车能耗标准的升级（GB/T 18386.1、GB/T 18386.2），电动汽车能耗标准试验质量要求逐渐与燃油汽车能耗试验的保持协调一致，导致当前电动汽车动力性能和电动汽车能耗试验试验质量要求不同。

2.2 试验顺序分析

电动汽车依据顺序安排试验，所有性能试验在2 天内完成，燃油汽车对试验顺序和时间没有明确规定。

表3 试验顺序对比

由于当前各种车型动力电池的电量不同，按照同一个试验顺序进行，一些大电量电池的车型在一天无法完成放电，一些小电量且能耗高的车型在第二天的试验中电量不足以完成所有的试验的情况，试验操作存在困难。经过大量试验表明，大多数车辆在电量报警前，电量多少对动力性能的影响非常小，蓄电池放电和记录行驶里程与动力性试验方法无关。

2.3 试验项目分析

当前电动汽车动力性能试验项目和燃油汽车动力性能试验项目相比见表4。

表4 试验项目对比

电动汽车和燃油汽车的动力性能试验方法有较大差异，相关差异及试验现状问题主要表现如下：

最高车速试验：电动汽车分为30 min 最高车速试验及1 km 最高车速试验两项试验，燃油汽车仅有一项最高车速试验。在具体试验过程中，对于试验道路的选择上，两者在测量长度和坡度的要求不同。单一方向试验程序规定试验进行2 次，试验结果取两次的平均值，由于单方向试验受坡度及风速影响较大，两次试验得到的结果置信度较差。

加速试验：电动汽车加速性能试验方法规定的加速区间主要集中在中低速，不能完全体现目前电动汽车的加速性能水平，加速试验分为起步加速和超越加速试验，对于起步加速试验，电动汽车（M1、N1 类车型）要求测试试验车辆由静止加速到50 km/h 所需要的时间，对于燃油汽车来说，需要试验车辆由静止加速到100 km/h，同时，还需测试从0 全加速通过400 m 的时间。对于超越加速试验，电动汽车（M1、N1 类车型）要求从测试试验车辆由5 080 km/h 加速到80 km/h 所需要的时间，对于燃油汽车来说，需要测试试验车辆由60 km/h 加速到100 km/h 所需要的时间。电动汽车加速试验起始和结束车速误差规定为±1 km/h，数据处理时会造成试验车速区间不一致、起始点或结束点缺失的问题，加速试验操作上一致性不容易保证，往返各一次取算术平均值，数据的置信度偏低。

爬坡试验：电动汽车分为爬坡车速试验及坡道起步能力试验，燃油汽车主要为规定坡道爬坡和最大爬坡度项目。电动汽车坡道起步能力试验对测量区和起步区的表述不够清晰，车辆起步阶段的操作要求没有进行详细的规定。

2.4 试验场地分析

电动汽车动力性能试验场地按照要求可以选择在场地进行也可以通过台架进行，跟燃油汽车试验方法中试验场地相比如表5。

表5 试验场地对比

电动汽车部分试验可以选择道路或者台架进行，燃油汽车按照规定在道路上进行。电动汽车动力性能试验对于试验道路条件规定了直线跑道和环形跑道的道路要求，但未对试验坡道的道路条件进行规定，试验的准确性和一致性难以保证。实际上当前动力性的所有试验均可通过台架来试验，台架试验结果与道路试验基本相同。

2.5 与国际上动力性能试验方法比较

我国电动汽车动力性能试验方法参照国际ISO 8715 标准而来，适用范围增加到M2、M3、N2、N3 类纯电动汽车，试验方法基本上保持一致。

3 动力性能试验方法优化

3.1 优化原则

（1）电动汽车和燃油汽车的动力性能试验方法协调。

（2）反映当前电动汽车动力性能的实际水平，符合未来行业的发展趋势。

（3）试验条件明确、试验流程及方法更加科学、完善。

（4）测试结果的可重复性与准确性。

3.2 优化方向

根据对电动汽车动力性能试验方法的分析，按照优化原则，探索如下的试验方法的优化方向：

（1）试验质量方面，电动汽车最高车速、加速性能试验的试验质量与对应车型的能耗试验的试验质量保持一致，爬坡试验按照最大设计总质量。

（2）取消试验顺序要求，取消蓄电池完全放电和蓄电池40%放电试验项目，适当调整试验前SOC 状态。

（3）电动汽车加速性能试验方法增加大众认可度高的0 km/h～100 km/h，60 km/h～100 km/h、0～400 m 的加速区间测试，更全面地考核车辆的加速性能。

（4）参照燃油汽车，电动汽车增加最大爬坡度试验方法，完善对车辆爬坡能力的考核。

（5）对最大爬坡度和坡道起步试验方法细化，并引进爬坡成功条件。

（6）修改车速误差范围，试验次数建议与传统车保持一致。

（7）电动汽车动力性的各项试验方法可选择道路上或者底盘测功机上进行。

4 结论

文章通过对电动汽车动力性能试验方法进行介绍，并对电动汽车与燃油汽车的动力性能试验方法进行比较分析，结合当前试验开展过程存在的问题，探讨试验方法的优化方面，有助提升动力性能评价水平，为纯电动汽车的研发试验提供有效的指引。