新能源汽车能耗测试评价规程比较研究

霍云龙 杨钫 王燕 车显达

（中国第一汽车股份有限公司 新能源开发院，汽车振动噪声与安全控制综合技术国家重点实验室，长春130013）

主题词：测试规程 能耗 续驶里程 新能源汽车

1 前言

经过多年的市场培育和补贴政策，纯电动汽车已经成为新能源汽车销售的重要组成。随着新能源汽车制造企业的增加，纯电动汽车产品的市场竞争也更加激烈。纯电动汽车的续驶里程是用户最关心的重要指标，用户的里程焦虑也是制约用户购买纯电动汽车的重要因素，因此市场上出现了越来越多的高续驶里程电动车。

目前我国关于电动车续驶里程和能耗测试的国家标准主要是GB/T 18386—2017《电动汽车 能量消耗率和续驶里程试验方法》和GB/T 36980—2018《电动汽车能量消耗限值》。标准主要规定了NEDC工况法和60 km/h等速法，相应的规定了试验条件、试验程序和能耗计算方法[1]，这2种方法是当前测试电动汽车能量消耗率与测试里程的主要依据。

由于电动汽车自身的技术特性和车辆开发水平不同，纯电动汽车在高温、低温、高速等工况下，续驶里程下降严重，即使在常温下，使用用户不同的驾驶习惯和不同地区工况也都造成了其实际续驶里程和公告续驶里程出现较大差异的情况，其主要原因在于标准工况是衡量电动车能耗水平的重要依据，但用户实际的驾驶工况复杂多变，很难用一个标准工况下的能耗去衡量各种动态情况。因此，国内也出现了一些从多维度出发的电动车测试评价规程，主要是EVTest电动汽车测评和中国新能源汽车评价规程（CEVE）。

EV-Test是由中国汽车技术研究中心发布，目前已经修订至2019版，该测试规程从续驶与能耗、充电、安全、动力、操控、舒适、便利性及品质7个性能方面开展测试评价[2]，已面向社会发布多期测试结果，是行业内制定和发布较早的电动车测试规程。

中国新能源汽车评价规程（以下简称CEVE）是由中国汽车工程研究院股份有限公司、北京理工大学电动车辆国家工程实验室、清华大学电池安全实验室、新能源汽车国家大数据联盟4家单位联合发起的一套新能源汽车综合评价体系，从能耗、安全、体验3个维度开展测试评价[3]，并且融合了大数据评价方法，对车辆里程、充电时长和动力电池故障等进行监测，使电动汽车的评价维度进一步丰富。本文仅研究其高、低温工况测试部分内容，不涉及其大数据评价部分。

本文主要对比和分析2种评价规程2019版本中的能耗评价部分，通过某电动车的实际台架测试，研究2种测试工况和测试条件对纯电动汽车能耗和续驶里程的具体影响。

2 测试评价规程对比

EV-Test测评和CEVE测评2者的主要工况和温度设置如表1所示。

表1 两种续驶里程测试工况及温度

从表1可见，2者高温和低温续驶里程的测试温度基本一致，最大的差别在于测试工况的选择。2种评价方法都没有选择当前的国家能量消耗率测试的标准工况即NEDC工况，EV-Test选择了CLTC-P（中国乘用车行驶循环），CEVE选择了WLTC（全球轻型汽车测试循环）。高速续驶测试的车速也略有不同。

2.1 测试循环工况分析

当前我国乘用车油耗认证测试处于NEDC和WLTC两种工况并行，CLTC-P逐步介入的阶段；纯电动汽车也是以NEDC循环能耗测试为主，逐步切换CLTC-P的阶段。NEDC整个工况运行平稳，主要以匀加速、匀减速和匀速为主，车速波动不大；WLTC相比其他2种工况平均车速更高，怠速时间也最短，是3者中加减速强度最高的循环工况，频繁的加减速更倾向于增加车辆电耗[4]；CLTC-P是我国自主制定的符合中国道路运行特征的标准工况，平均车速在3者中最低且停车比例较大，符合我国频繁的红绿灯路况。

NEDC、WLTC、CLTC-P 3种测试循环的特征对比如表2所示。

表2 3种测试循环特征对比

EV-Test测评和CEVE测评在高速续驶车速的选择不同，根据我国在2011年修订并颁布的《中华人民共和国道路交通安全法》第67条规定，高速公路限速标志标明的最高时速不得超过120 km，所以高速续驶车速设置为100 km/h至120 km/h符合多数中国实际高速工况，但高速能耗属于一种特殊的工况能耗，该项测试只针对用户高速驾驶有参考意义。

2.2 高、低温测试条件分析

EV-Test和CEVE在高、低温能耗测试的环境设置上存在较大的不同。高温和低温续驶里程测试条件的对比如表3、表4所示。

表3 高温续驶里程测试条件

表4 低温续驶里程测试条件

由表3和表4可知，2种测试工况的低温测试条件基本一致，高温测试条件存在一定差异，主要在于浸车条件和环境条件不同。EV-Test高温测试前需要将车辆在常温下浸车12～15 h，然后在高温环境下浸车0.5～1 h，而CEVE直接为高温环境浸车2 h，光照强度加大。浸车温度和光照条件直接决定了车辆测试的初始状态，对能耗测试的最大影响在于增加车辆驾驶室初始温度，影响后续空调负荷及能耗大小；另一方面改变了动力电池初始温度，在高温循环测试中电池冷却能耗不同。

2.3 阻力对比

高温和低温续驶里程测试阻力对比如表5所示。

表5 阻力设定方法

EV-Test低温测试阻力直接设定为常温的1.1倍，而CEVE低温测试的阻力设定则采用GB 18352.6—2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》中低温下冷起动后排气中CO、THC和NOx排放试验的阻力测试方法[5]，以模拟-7℃下汽车在道路上的运行状况，2者存在一定差异。

2.4 测试结束条件对比

EV-Test循环工况测试要求车速不满足公差下限时试验结束，公差下限为-2 km/h；CEVE循环工况测试要求速度不能维持GB 18352.6—2016附件C.1.2.6.6规定的公差时测试结束。2者高速巡航测试结束条件基本相同，即车速下限为测试车速的90%。

3 能耗研究

3.1 整车参数

针对某电动轿车进行实际测试，其他条件均按照两测试规程要求确定，其他状态均保持一致。整车主要参数见表6。

3.2 工况循环差异对能耗影响

在常温环境对以下5种工况进行能耗测试，车辆加载100 kg，测试的能耗结果如图1所示。

表6 整车基本参数

图1 电池端能耗计算结果

首先对比常温下CLTC和WLTC 2种工况对能耗的影响。2者对电机最大需求功率基本相近约55 kW，但由于WLTC循环平均车速较高，停车时间短和频繁加减速，其电机需求功率多数时间都在CLTC之上，所以WLTC能耗较高，如图2所示。若该车型的动力电池可用能量为50 kW·h，则按照WLTC循环行驶要比CLTC循环里程减少约90 km。所以CEVE评价规程所采用的WLTC工况是几种工况中最严格的，测试的里程结果也应该是最少的。

图2 2种工况下的电机功率需求

120 km/h等速行驶和100 km/h等速行驶的能耗差别较大，主要是车速增加导致的阻力增加，电机端功率相差8.7 kW。

3.3 同一循环下测试条件差异的能耗影响

利用环境模拟仓测试对比2种高温测试条件下的能耗差异。对比测试采用同一工况，分别进行6组CLTC循环。本文主要对比2个规程的高温测试部分，能耗结果如图3所示。

能耗差异主要在于驾驶室温度不同所带来的影响。测试1是按照EV-Test条件设置，试验开始时刻驾驶员头部温度43.3℃，电池温度最大值为23℃；测试2是按照CEVE条件设置，浸车前车辆存放在室内实验室中10 h以上，室温约23℃，浸车后驾驶员头部温度48.6℃，电池温度最大值为26℃。可见，CEVE高温测试的浸车条件稍严苛，导致头部温度上升明显，且测试过程光照较强，从而增加后续测试的空调能耗。

图3 同一循环2种测试条件能耗比较

4 总结

本文进行了2种规程的测试条件和测试工况对比分析，研究了不同测试规程对车辆能耗的影响，可以得出以下结论：

（1）EV-Test和CEVE 2种测试规程在高、低温里程能耗测试中的环境温度、空调设置等基本相同，在浸车设置和阻力设置上略有不同，CEVE高温测试条件更严苛，测试能耗更高。

（2）EV-Test和CEVE 2种测试规程的循环工况不同对能耗影响很大，在WLTC循环下能耗更高，但哪种工况更能代表大多数用户实际驾驶还需要通过大数据等途径继续深入研究和判断。