基于2023 EB-PAC的新能源公交车性能评价与结果解析
2023-10-27赵永刚尚志诚司电成
赵永刚, 尚志诚, 张 超, 司电成
(招商局检测车辆技术研究院有限公司, 重庆 401329)
由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、西部科学城重庆高新区管理委员会、招商局检测车辆技术研究院有限公司等单位联合主办的2023全国新能源公交车性能评价赛(EB-PAC)圆满落幕。该比赛自2018年首次举办以来,已成功举办四届,累积共有来自全国的50家企业、80款车型参赛。通过比赛测评,反映了近年来我国新能源公交车技术进步和质量提升情况[1]。本文结合2023年EB-PAC测试结果,分析比较新能源公交车在节能、续航、舒适性、动力性、EMC等方面的平均水平和差异情况,并为新能源公交车的技术研发提供建议。
1 评价项目演变历程
经多年发展,结合公交车的应用场景,依据现行国家标准,逐步确定了节能、动力、续航、安全、舒适、EMC等评价项目,完善了相关测试方法和测试设备,形成了EB-PAC评价体系[2-3],相关评价项目演变过程见表1。前三届相关评价项目主要变化详见参考文献[3],2023年的主要变化为:
表1 EB-PAC评价项目演变过程
1) 节能行驶工况方面。按GB/T 38146.2—2019[4]中国城市客车行驶工况(CHTC-B)行驶32.9 km(6个循环)。
2) 舒适性方面。增加30 km/h脉冲输入平顺性项目。
3) 电磁兼容性方面。2020年为附加摸底项,不进行评分[3];2023年进行驾驶员处和后排座椅处的低频磁场发射强度最小裕量测试,并纳入评分体系。
2 赛事概况
赛前对所有参赛车辆型号、车长、整备质量、轮胎气压、动力电池、生产企业、总储电量、驱动电机及整车绝缘报警信息等参数进行核查。按规定进行配载,5～7 m车型装载1.5 t;8～10 m车型装载2 t;10 m以上车型按3 t装载。
比赛所用测试设备及仪器均在检定/校准有效期内,测试设备主要包括车辆综合性能测试仪、汽车噪声测试系统、功率分析仪、温度计、振动分析仪和EMC测试系统等。
2023年7月16日,来自全国各地的11家主流客车生产企业携17款各型新能源公交车参加了评价赛。赛前抽签确定参赛车辆出发顺序和测试小组。进行车内噪声、平顺性、加速性能、爬坡性能、涉水安全、EMC性能、节能和续驶里程相关项目的比赛测试。
3 综合性能评分规则
根据节能、续驶、动力、舒适和EMC性能评价项目相关指标测试结果,对各单项性能进行评分。然后按表2的权重系数,进一步对车辆性能进行综合评分。
表2 评分权重分配表
4 测试结果分析
沿用上一届分析方法[3],即通过对比各米组内车型测试结果的平均值、测试结果最大值与最小值的比值(简称“最大值/最小值”),来分析相关技术的基本情况和车型间差异性,以及历年的变化情况。
4.1 节能性分析
赛事在7月高温酷暑下开展,全程试验开启空调调整车内前、中、后温度至26 ℃±2 ℃,各米组车型百公里耗电量较往届增加明显,反映了车辆的季节适应性[5]。8～10 m组、10～11 m组、11～12 m组百公里电耗平均值见表3,较往届最高值分别高出16.1%、22.9%、0.2%。百公里电耗最大值/最小值见表3,组内车辆耗电量差距变大,10～11 m组为3.84,表明节能技术差距在扩大。
表3 百公里电耗平均值(kW·h)与最大值/最小值
4.2 续驶里程分析
各米组动力电池储电量平均值较往届最高值变化不明显(在±2%以内),因百公里电耗增加,8～10 m组、10～11 m组、11～12 m组CHTC-B工况推算续驶里程分别较上一届下降了9.2%、29.0%、22.1%,具体数据见表4。推算续驶里程最大值/最小值见表4,10～11 m组差距变大。
表4 推算续驶里程平均值(km)与最大值/最小值
4.3 动力性分析
爬坡时间平均值见表5,各米组爬坡时间整体上略有增加。爬坡时间最大值/最小值见表5,8～10 m组差距较大。
表5 爬坡时间平均值(s)与最大值/最小值
加速时间平均值见表6,整体上各米组加速时间呈降低趋势。10～11 m组加速性能近年来持续提升,加速时间整体降低了24.1%。加速时间最大值/最小值见表6。
表6 加速时间平均值(s)与最大值/最小值
4.4 舒适性分析
4.4.1 匀速行驶噪声
1) 匀速行驶驾驶员耳旁噪声平均值见表7,10～11 m组较上一届降低了1.9%,最大值/最小值见表7。
表7 匀速行驶驾驶员耳旁噪声平均值(dB(A))与最大值/最小值
2) 匀速行驶后桥上方噪声平均值见表8,10～11 m、11～12 m组后桥上方匀速噪声降低趋势明显,较首届分别降低了5.0%、8.9%。后桥上方噪声最大值/最小值见表8。
表8 匀速行驶后桥上方噪声平均值(dB(A))与最大值/最小值
4.4.2 加速行驶噪声
1) 加速行驶驾驶员耳旁噪声平均值见表9,10～11 m组驾驶员耳旁加速噪声降低了3.6%。驾驶员耳旁噪声最大值/最小值见表9。
表9 加速行驶驾驶员耳旁噪声平均值(dB(A))与最大值/最小值
2) 加速行驶后桥上方噪声平均值见表10,8～10 m组降低了4.8%。后桥上方噪声最大值/最小值见表10。
表10 加速行驶后桥上方噪声平均值(dB(A))与最大值/最小值
4.4.3 平顺性
1) 随机输入平顺性平均值见表11,各米组随机输入平顺性改善趋势明显,较上一届提升了22.2%～37.9%。随机输入平顺性最大值/最小值见表11,2023年8～10 m、10～11 m组内部差距减小。
表11 随机输入平顺性平均值(m/s2)与最大值/最小值
2) 30 km/h脉冲输入平顺性为2023年新增测评项目。5～7 m、8～10 m、10～11 m、11～12 m组脉冲输入平顺性平均值分别为9.77 m/s2、9.26 m/s2、10.13 m/s2、10.54 m/s2,组内最大值/最小值分别为2.03、2.17、4.94、2.6。脉冲输入平顺性8～10 m组表现较好。
4.5 EMC分析
匀速和加速行驶低频磁场发射强度最小裕量(简称“裕量”)为2023年新增测评项目。
4.5.1 匀速行驶裕量
1) 5～7 m、8～10 m、10～11 m、11～12 m组驾驶员处匀速行驶裕量平均值分别为38.94 dB、38.38 dB、47.02 dB、42.82 dB,组内最大值/最小值分别为1.16、1.83、1.08、1.43。
2) 5～7 m、8～10 m、10～11 m、11～12 m组后排座椅处匀速行驶裕量平均值分别为35.93 dB、34.85 dB、34.70 dB、38.59 dB,组内最大值/最小值分别为2.04、2.33、1.96、1.57。
可见,驾驶员处表现优于后排座椅处,驾驶员处8～10 m组较好,而后排座椅处11～12 m组较好,8～10 m组内差距较大。
4.5.2 加速行驶裕量
1) 5～7 m、8～10 m、10～11 m、11～12 m组驾驶员处加速行驶裕量平均值分别为35.11 dB、38.43 dB、46.14 dB、39.87 dB,组内最大值/最小值分别为1.41、1.84、1.1、1.28。
2) 5～7 m、8～10 m、10～11 m、11～12 m组后排座椅处加速行驶裕量平均值分别为16.48 dB、26.28 dB、27.81 dB、28.03 dB,组内最大值/最小值分别为15.17、3.47、4.48、3.51。
可见,驾驶员处加速行驶裕量优于后排座椅处,5～7 m组后排座椅处最大值/最小值为15.17,表明组内车型车尾部的电磁防护技术水平差距较大。
4.6 相关建议
1) 提高能量管理的季节适应性水平。根据使用需求,对不同温度、环境、使用工况等开展研究,包括降低行驶阻力、制动能量回馈、提高动力系统效率、降低附件的能耗、提升整车能量管理智能化控制水平等。
2) 结合电动汽车特点,除了关注整车相关性能外,还需进一步关注与乘客体验密切相关的车内附件、座椅、空调等在各工况下的品质表现,缩小电磁兼容技术差距,提升车辆的综合性能和乘客体验。
5 结束语
发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。自2018年首届EB-PAC举办以来,我国新能源汽车由弱到强,进入加速发展的新阶段。通过分析各届EB-PAC的能耗水平、续驶里程、动力性、舒适性和EMC等测试结果,可从新能源公交车的角度反映出我国新能源汽车技术的发展。后续EB-PAC将根据新能源汽车技术的发展情况和趋势,动态优化相关评价规则和项目,引领我国新能源公交车高质量发展。
