1.3.1 经济性指标
GBT 18386.1—2021《电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法 第1部分:轻型汽车》定义了纯电动汽车续驶里程与能量消耗量及其测试方法。关于能量再生系统的定义及其测试方法可参考QC/T 1089—2017《电动汽车再生制动系统要求及试验方法》。依据以上标准,在纯电动汽车动力系统开发阶段主要设计和校核的经济性指标是续驶里程、百公里能耗和能量回收贡献率。
1.续驶里程
电动汽车的续驶里程是指电动汽车充满电所能行驶的距离,受驾驶条件及环境因素影响,在不同标准工况下测试出来的续驶里程不一样,通常有NEDC工况续驶里程、WLTP工况续驶里程以及CLTC工况续驶里程。
NEDC综合工况测试中有市区工况和郊区工况,市区工况的平均车速为18.5km/h,最高车速不超过50km/h;郊区平均车速为62km/h,最高车速不超过120km/h。这两种工况都是在实验室中进行测试,而且在测试过程中,车内空调、前照灯、座椅通风/加热、音响等电气设备都是处于关闭状态。GB/T 18386.1—2021对续驶里程的测试与计算有如下规定:对于M1/N1/最大设计总质量不超过3500kg的M2类车的工况法续驶里程试验,应在底盘测功机上采用NEDC循环进行试验;直到车速不能满足工况规定的公差停止试验。记录试验车辆驶过的距离D,用km来表示,测量值按四舍五入圆整到整数;同时记录用小时(h)和分(min)表示的所用时间。可以看出,NEDC综合工况的测试条件跟实际驾驶的情况相差较大,实际续驶里程大概是NEDC续驶里程的70%到80%之间。
WLTP测试标准是欧美因为NEDC测试出来的续驶里程与实际相差较大而重新设计的一套测试标准。该标准在测试时设计了四种场景,即低速、中速、高速和超高速,最高车速分别为56.5km/h、76.6km/h、97.4km/h、131.3km/h。不仅如此,WLTP模式下还对汽车自身重量、载重和档位状态、滚动阻力进行了综合考虑。同时还考虑了制动、短暂停车等情况,连对电池影响较大的温度也考虑了进来,车内的用电设备也被纳入到测试的范围中。因此,WLTP是比较接近实际用车情况的一种测试标准。
无论NEDC还是WLTP都是国外的测试标准,模拟的都是国外的用车习惯。CLTC是根据中国交通比较拥堵的情况而专门进行设计的一套测试标准,由低速、中高速以及高速三种工况组成,其中最高速度为114km/h,平均速度为28.96km/h,主要在中低速情况下行驶,还包括了怠速的时间,而高速的测试时间比较短。到2025年前,中国国内所有新能源汽车都将采用CLTC标准来测定续驶里程。
2.百公里能耗
车辆的能量消耗量C使用式(1-3)计算,用W·h/km表示,并圆整到整数。
式中 E电网——充电期间来自电网的能量(W·h);
D——续驶里程(km)。
通常能量消耗量使用百公里能耗表示,其单位换算为1W·h/km=0.1kW·h/100km,四舍五入圆整到小数点后一位。
3.能量回收贡献率
汽车减速或下坡过程中,主要由电机对汽车进行制动,并对制动能量进行回收,最终回馈至可充电储能系统,该系统称为再生制动系统。汽车减速或下坡过程中,由再生制动系统回收,最终回馈至可充电储能系统的能量,称为回收的制动能量。制动能量回收效率用于评价制动能量回收有效性,包括制动能量回收效率、制动能量回收系统续驶里程贡献率。
1)制动能量回收效率η:汽车减速过程中,由再生制动系统回收,最终回馈至可充电储能系统的能量(E1)与汽车减速过程中所需施加的制动能量(E2)之间的比值,计算方法如下:
2)制动能量回收系统续驶里程贡献率P1:在相同试验条件下,开启与关闭制动能量回收功能时电动汽车运行里程的差值(D1-D2),与关闭制动能量回收功能时的运行里程D2的比值,计算方法如下: