纯电动汽车能耗经济性分析

王鑫

摘 要：本文围绕纯电动汽车能耗经济性问题展开分析与讨论，首先对纯电动汽车能耗实验台架系统的基本构成以及模拟原理进行初步分析，然后从整车质量以及行驶工况这两个方面入手，探讨上述因素对纯电动汽车能耗水平的影响，仅供参考。

关键词：纯电动汽车;能耗;经济性

1 纯电动汽车能耗实验台架系统

纯电动汽车以车载电池为能源支持，借助于大功率电动机提供动力支持，是一种全新能源交通工具，与传统汽车相比，纯电动汽车具有结构简单、能量转换效率高、清洁无污染等一系列特点，行驶过程中为确保车辆自身安全稳定，需对汽车能耗水平进行严格控制，在所携带电能有限的前提条件下，最大限度提高车辆续驶里程，以确保能耗经济性水平达到理想状态，尤其在纯电动汽车商业化、产业化发展进程不断推进的背景下，有关纯电动汽车能耗经济性问题的研究必须引起业内人士的高度关注与重视。

针对纯电动汽车能耗问题进行分析模拟的实验台架系统由侧功机及其控制子系统、数据采集子系统、电池组供电子系统以及被测电机驱动子系统这几个部分构成。能耗实验台架系统进行模拟的基本原理是：测功机及其控制子系统与电机同轴连接，面向被测电机提供负载支持并确保负载处于可控状态下，同时经电池组面向被测电机控制器提供电流电压支持，电机驱动系统输入、输出电压、电流、功率、转速等相关指标经由数据采集系统进行测量，并对机械功率进行推算。在对纯电动汽车道路行驶工况进行实验台架模拟的过程当中，测功机根据模拟汽车在正常行驶状态下作用于电机轴上实际负载水平运行，被测电机根据预设工况转速运行，在时间上保持同步状态。模拟实验进行中，由数据采集系统对相关实验数据进行采集，对续驶里程以及能耗进行推算。整套纯电动汽车能耗实验台架系统运行过程当中，电池组面向纯电动汽车用电机驱动系统提供电流以及电压支持，工控机搭载CAN总线技术对被测定电机转速变化进行控制，测功机加载变化基于RS232串行总线技术进行控制，电机输出转速以及扭矩作用力大小经由转矩仪进行测定，通过功率积分对所消耗能量进行计算，控制信号和采集数据通过相应的接口卡实现与工控机的通信与信号的处理。

2 实验结果分析

以新一代ECUV纯电动汽车为例，构建能耗实验室台架系统，对不同整车质量、不同车速条件下的百公里单位耗电量进行测试，以评估纯电动汽车能耗经济性。

1）整车质量对能耗经济性影响。对于纯电动汽车而言，整车质量在很大程度上影响车辆能耗水平，为降低能耗，关键是以安全保障为前提，对整车质量进行控制，以降低车辆行驶过程中所承受阻力，即降低加载扭矩值。因此，在维持其他参数恒定的前提下，利用实验室台架系统，对不同整车质量条件下能耗情况进行模拟，模拟结果如下图（见图1）所示。图1数据显示：车速恒定条件下，整车质量与百公里单位能耗呈正相關关系。以行驶速度60.0km/h为例，整车质量自850.0kg提高至1250.0kg，所对应电能的消耗提高2.16kWh。同时，由于纯电动汽车车身材质以全铝为主，质量较正常车辆降低10.0%左右，因此百公里单位行驶可节约6.0%～7.0%能耗水平。从上述数据上来看，降低纯电动汽车整车质量对提高能耗经济性有积极意义，可促进车辆续驶里程的增加。

2）行驶工况对能耗经济性影响。遵循现行有关规范中要求，在20.0km/h～120.0km/h区间范围内，按照10.0km/h的增长幅度进行测试，并对纯电动汽车电池组所对应能量状态进行记录，对续驶里程进行计算。模拟结果如下图（见图2）所示。图2数据显示：纯电动汽车行驶速度与百公里单位能耗存在正相关关系，与续驶里程存在负相关关系，续驶里程增加的关键在于保持低速行驶状态以及降低能耗水平。在60.0km/h速度行驶状态下，百公里单位能耗水平测定结果为9.96kWh，而在80.0km/h速度行驶状态下，百公里单位能耗水平测定结果为11.85kWh，同时前者续驶里程为223.0km，高于后者续驶里程185.0km。

3 结束语

本文上述分析中通过构建能耗实验室台架系统的方式，对纯电动汽车百公里单位能耗经济性问题进行研究与分析，分别研究能耗经济性受整车质量以及行驶工况的影响。实验室台架系统测定结果显示：纯电动汽车尽可能降低车身质量，同时在低速状态下行驶，对控制百公里单位能耗水平，提高能耗的经济性，增加汽车续驶里程有重要意义与价值，能够为后续纯电动汽车能耗设计以及开发优化提供重要指导与参考。

参考文献：

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[2]杨莹，谢泽，赵为光.融合路网信息与动态能耗的电动汽车充电路径优化策略[J].黑龙江科技大学学报，2019，29（04）：490-495.