基于EB-PAC的纯电动公交车测试结果对比分析

2023-01-13马琦媛

客车技术与研究 2022年6期

马琦媛，杨超

(1.中国公路车辆机械有限公司，中国公路学会客车分会，北京 100013； 2.招商局检测车辆技术研究院有限公司，电动汽车安全评价重庆市工业和信息化重点实验室，重庆 401329)

自2016年起，每年新增及更换的公交车辆中电动公交车占比均超过85%，2021年占比达98.9%。截至2021年底中国电动公交车超过50万辆、占比超过65%[1-2]。文献[3]、[4]明确提出到2025年城市电动公交车辆占比提高到72%。为持续深入贯彻“绿色出行和公交优先”发展战略，落实《打赢蓝天保卫战三年行动计划》[5]，推动电动公交车技术进步。由交通运输部运输服务司指导，交通运输部科学研究院、中国公路学会客车分会、中国道路运输协会城市客运分会、国家客车质量监督检验中心等机构联合主办的全国新能源公交车性能评价赛(简称EB-PAC)已于2018年至2020年成功举办了三届[6-9]。本文对这三届的评价项目、评价结果进行对比分析，并提出有关建议。

1 评价项目差异

三届EB-PAC评价赛结合公交行业电动车辆的应用场景，选取最具代表性的公交实际运行工况，聚焦用户关心的技术性能，从节能水平(百公里电耗)、续驶里程、动力性、舒适性、EMC(电磁兼容)及安全性等方面对电动公交车进行综合测评。其中，动力性包括爬坡性能和加速性能；舒适性包括匀速、加速行驶车内噪声和平顺性；EMC(电磁兼容)包括匀速、加速行驶低频磁场发射强度。这三届的评价项目主要差异如下：

1) 节能水平(百公里电耗)、续驶里程的行驶工况及能耗测量方式不同。电动公交车法规检测时按GB/T 18386—2017的规定进行40 km/h等速法试验[10]，与实际运行工况存在一定的差异，故2018及2019采用自行定义的模拟城市公交运行工况(即自定义工况)行驶12个循环、共55.4 km，按标准规定的方法在循环工况前后将车辆充电至满电量状态、记录测试充电量来测量能耗；2020按GB/T 38146.2—2019规定的中国城市客车行驶工况(CHTC-B)[11]行驶10个循环、共54.9 km，使用功率分析仪在循环工况中测量能耗，并增加模拟上下客工况、轮换驾驶员降低驾驶员操作影响等内容。自定义工况与CHTC-B每个循环的主要差异见表1。

表1 自定工况与CHTC-B标准工况的主要差异

2) 动力性能加速时间测试方法不同。2018采用0～50 km/h加速时间，电动公交车这种加速工况较少，2019及2020更新为30～60 km/h加速时间。

3) 舒适性中车内噪声、平顺性不同。2019及2020增加了平顺性项目，2019平顺性的测试车速为30 km/h匀速，2020平顺性的测试车速更新为40 km/h匀速。2020增加了0～50 km/h加速行驶车内噪声项目。

4) 安全性项目不同。2019及2020增加了涉水安全测试项目，并作为否决项，出现安全性故障便不进行各单项奖和全能奖的评比。

5) EMC(电磁兼容)项目不同。2020增加了低频磁场发射强度EMC(电磁兼容)测试项目，作为附加项、不进行评分。参照GB/T 37130—2018进行0～60 km/h加速、40 km/h匀速两种工况测试[12]。为以后是否将EMC纳入EB-PAC正式评价项目作技术摸底。

6) 评价规则不同。2018各单项奖、全能奖之间无相互关联；2019续驶里程评奖的车型，其节能水平的排名须位于节能平均水平及以上，综合性能评奖的车型，其各单项成绩的排名须位于各单项的平均水平及以上；2020的关联规则更严格，续驶里程评奖的车型，其节能水平的排名须位于节能平均水平及以上，节能评奖的车型，其动力性水平的排名不能为最后一名，综合性能评奖的车型，其各单项成绩的排名须位于各单项的平均水平及以上。

2 评价结果差异及建议

2.1 节能水平

三届EB-PAC评价赛，各组车型的百公里电耗平均值、组内最大值与最小值的比值见表2。

表2 百公里电耗部分数据

各组节能水平逐届均有所提高，2020年8～9 m组节能水平较显著、提高约15.6%。各组内差距较大，最大值与最小值之比处于1.40～1.82之间，2020年组内车辆差距有所减小、11～12 m组较为明显。

2.2 续驶里程水平

续驶里程水平与车辆总储电量、节能水平相关。三届EB-PAC评价赛，各组车型车辆总储电量及续驶里程的平均值、组内最大值与最小值的比值分别见表3、表4。

表3 车辆总储电量部分数据

各组车辆总储电量呈增长趋势，但8～9 m组除外(降低16.4%)；各组内差距较大，最大值与最小值之比处于1.05～2.32之间，2019年、2020年11～12 m组差距较小。

表4 续驶里程部分数据

各组续驶里程呈增长趋势，但8～9 m组除外(降低1.7%)。组内差距大，最大值与最小值之比处于1.48～3.12之间，2020年11～12 m组组内车辆差距相对较小。

2.3 动力性能水平

动力性能水平包括爬坡性能和加速性能。三届EB-PAC评价赛，各组车型爬坡时间及加速时间的平均值、组内最大值与最小值的比值分别见表5、表6。

表5 爬坡时间部分数据

表6 加速时间部分数据

各组爬坡性能有变好后又变差的趋势。各组内差距较大，最大值与最小值之比处于1.22～1.78之间，2018年11～12 m组差距较大。

2020年较2019年加速性能提升显著，11～12 m组加速时间降低26.8%。各组内差距较大，最大值与最小值之比处于1.55～2.64之间，2020年11～12 m组组内车辆差距相对较小。

2.4 舒适性能水平

舒适性能水平包括匀速行驶车内噪声、加速行驶车内噪声和平顺性。

2.4.1 匀速行驶车内噪声

匀速行驶车内噪声包括驾驶员耳旁噪声和后桥上方噪声。三届EB-PAC评价赛各组车型驾驶员耳旁和后桥上方匀速行驶车内噪声的平均值、组内最大值与最小值的比值分别见表7、表8。

表7 驾驶员耳旁匀速行驶车内噪声部分数据

表8 后桥上方匀速行驶车内噪声部分数据

各组驾驶员耳旁匀速行驶车内噪声变化不大，8～9 m组降低1.9%。各组内差距不大，组内最大值与最小值之比处于1.03～1.13之间，8～9 m组组内车辆差距较小。

各组后桥上方匀速行驶车内噪声均有所提升，8～9 m组降低3.8%。各组内差距不大，组内最大值与最小值之比处于1.08～1.19之间，8～9 m组组内车辆差距相对较小。

2.4.2 加速行驶车内噪声

加速行驶车内噪声为2020新增项目，包括驾驶员耳旁噪声和后桥上方噪声。

8～9 m组、10～11 m组、11～12 m组各组车型驾驶员耳旁加速行驶车内噪声的平均值分别为70.18 dB(A)、68.68 dB(A)、66.74 dB(A)，组内最大值与最小值的比值分别为1.14、1.17、1.13。各组驾驶员耳旁加速行驶车内噪声差异不大，组内最大值与最小值之比处于1.13～1.17之间，11～12 m组更优。

8～9 m组、10～11 m组、11～12 m组各组车型后桥上方加速行驶车内噪声的平均值分别为74.06 dB(A)、71.98 dB(A)、70.78 dB(A)，组内最大值与最小值的比值分别为1.21、1.17、1.14。各组后桥上方加速行驶车内噪声差异不大，组内最大值与最小值之比处于1.14～1.21之间，11～12 m组更优。

2.4.3 平顺性

2019、2020两届EB-PAC评价赛，各组车型平顺性的平均值、组内最大值与最小值的比值见表9。

表9 平顺性部分数据

各组平顺性变化较大，仅8～9 m组提升8.2%。各组内差距极大，组内最大值与最小值之比处于1.66～7.92之间，2020年处于1.80～2.02之间，相对较小。

2.5 EMC(电磁兼容)性能水平

EMC(电磁兼容)性能水平为2020新增附加项目，包括40 km/h匀速、0～60 km/h加速工况驾驶员头部低频磁场发射强度，各工况的最小裕量(dB)均满足GB 8702—2014的限值要求[13]。

1) 40 km/h匀速行驶。8～9 m组、10～11 m组、11～12 m组各组车型驾驶员头部低频磁场发射强度最小裕量的平均值分别为43.46 dB、43.59 dB、43.52 dB，组内最大值与最小值的比值分别为1.04、1.06、1.04；各组驾驶员头部低频磁场发射强度最小裕量差异极小，最大值与最小值的比值不超过1.06。

2) 0～60 km/h加速行驶。8～9 m组、10～11 m组、11～12 m组各组车型驾驶员头部低频磁场发射强度最小裕量的平均值分别为43.18 dB、43.08 dB、43.29 dB，组内最大值与最小值的比值分别为1.03、1.03、1.02；各组驾驶员头部低频磁场发射强度最小裕量差异极小，最大值与最小值的比值不超过1.03。