基于驾驶行为特性的纯电动客车降耗研究

王晓慧 翁景坚

摘  要：本文利用中国典型城市公交循环工况（CCBC）和中国汽车行驶工况（CHTC-B）来模拟起始地与目的地之间驾驶特性和道路交通情况导致的工况车速差异，以8.5米的城市客车为研究对象，对于Cruise仿真分析结果和底盘测功机试验结果进行比较，并基于数据进行曲线拟合，得到拟合曲线，研究分析车辆行驶时对纯电动城市客车的能耗影响因素，研究表明平均车速和加速度差异是影响纯电动客车能耗的主要影响因素，最后基于CCBC工况和CHTC-B工况模拟下的驾驶行为差异，表明良好的驾驶行为对8.5米纯电动客车的能耗有15%左右的提升。

关键词：驾驶行为特性;拟合关系曲线;加速度;纯电动城市客车;降耗

中图分类号：U463                                 文献标识码：A               文章编号：1672-0105（2021）01-0073-05

Research on Reducing Power Consumption of Electric Bus Based on Driving Behavior Characteristics

WANG Xiao-hui， WENG Jing-jian

（Zhejiang Industry & Trade Vocational College， Wenzhou，325003，China）

Abstract：  In this paper， CCBC and CHTC-B are used to simulate the driving characteristics between the starting point and the destination and the driving speed difference caused by road traffic conditions. Taking 8.5 m city bus as the research object， the cruise simulation analysis results and chassis dynamometer test results are compared， and curve fitting is conducted based on the data. This paper studies and analyzes the influence factors of the energy consumption of pure electric city bus when the vehicle is running. The research shows that the average speed and acceleration difference are the main factors affecting the energy consumption of pure electric bus. Finally， based on the driving behavior difference under CCBC and CHTC-B working conditions， it shows that good driving behavior can improve the energy consumption of 8.5m pure electric bus by about 15%.

Key Words：  driving behavior characteristics; fitting relationship curve; acceleration; pure electric city bus; consumption reduction

新能源汽車相比于传统的燃油车具有节能环保的优势，在国内相关政策的推动下，我国的新能源汽车正处于高速发展阶段，尤其是纯电动汽车。而纯电动城市客车作为其中一员，身为城市中大众出行利器的它，其性能备受市场关注。纯电动城市客车的性能主要可以分为动力性能和经济性能，目前关于纯电动城市客车经济性能的研究主要集中于驱动系统合理的选型匹配、驱动电机系统的效率优化、制动能量回馈策略的优化以及整车其他用电部件控制策略的优化等方面，但目前关于驾驶特性对纯电动城市客车经济性的影响研究相对较少，而驾驶特性的差异对纯电动城市客车经济性能的影响很大。

驾驶特性是指驾驶员在对路况信息处理过程中所表现出来的自身感知、判断及操作特性[3]。根据驾驶特性将驾驶员分为倾向于超速、超车行驶并保持较小车间距的激进驾驶员和较少超速超车行驶并保持较大车间距的谨慎驾驶员两类[4]。

一、基于Cruise仿真的驾驶行为能耗影响分析

在相同的始发地和目的地之间，即使车辆在城市间的运营线路相同，但受行驶环境的影响所导致驾驶特性的差异会使得车辆的能耗有较大的差异。驾驶特性的差异主要体现在加速度的差异、减速度的差异、停车次数的差异、行驶车速的差异等。因此选用中国典型城市公交循环工况（CCBC）[1]和中国城市客车行驶工况（CHTC-B）[2]，基于Cruise仿真比较两个工况不同加减速度强度下纯电动城市客车的能耗差异，从而影射为驾驶特性的差异对纯电动客车的能耗影响。

为了进一步对比两个工况加减速度频次和差异，将加减速度进行分区分别并统计不同工况下不同加减速度的频次。由于行驶过程中受阻力的影响，即使在匀速行驶过程中车辆的车速也存在正常的波动。因此，本文按照以下方法定义车辆行驶状态：

（1）-0.2m/s2

[R2=0.9755]

式中：y为能耗，x为制动能量回收率。

[y=8.2846x2+3.7594x+1.1762]                             （3）

[R2=0.8332]

式中：y為制动能量回收率，x为加速度负变化率。

通过拟合后的关系曲线可知R2>0.8，这说明数据的回归性较好，能够清晰地表现出制动能量回收率与能耗以及加速度负变化率与制动能量回收率的变化关系。由图4可知随着制动能量回收率的增大，纯电动客车的能耗更优;由图5可知随着加速度负变化率的减小，纯电动城市客车的制动能量回收率增大。

综合分析得出相比于CCBC工况，CHTC-B工况试验过程中需要驾驶员快、大深度的踩踏加速踏板和制动踏板，而这样的过程将直接导致驱动能耗增加。因为电机制动能力的限制，减速过程气制动介入的程度更大、导致制动过程中电机回收的能量减少;同时气泵需更频繁的工作，导致气泵的电耗增加。而这反向应用说明了当同一运营路线下，驾驶员的驾驶行为差异对纯电动客车的能耗有较大的影响。

四、结论

1.随着制动能量回收率的增大，纯电动客车的能耗更优;随着加速度负变化率的减小，纯电动城市客车的制动能量回收率增大。即驾驶员在行驶过程中如果拥有良好的驾驶习惯，这体现在驾驶过程中不存在频繁急加速和急减速的情况下有利于纯电动客车的运营能耗。

2.基于两个工况下的对比可知CHTC-B工况路谱相比CCBC工况路谱的主要差异在于加速度值和加速度变化率，而这两点转化为实际车辆行驶意味着CHTC-B工况需要驾驶员存在频繁的急加速与急减速的情况，该驾驶行为将会导致驱动能耗的增加，制动能量回收率的下降以及使得气泵需要更频繁的工作，从而导致纯电动客车的运营能耗增加。

3.基于CCBC工况和CHTC-B工况模拟下的驾驶行为差异，表明良好的驾驶行为对8.5米纯电动客车的能耗能有15%左右的提升。

参考文献：

[1] GB/T18386-2017.电动汽车 能量消耗率和续驶里程试验方法[S].

[2] GB/T38146.2-2019.中国汽车行驶工况 第2部分：重型商用车辆[S].

[3] 马艳丽，裴玉龙.基于实验心理学的驾驶员驾驶特性及其综合评价[J].哈尔滨工业大学学报，2008.40（12）：2003-200.

[4] 李启朗，邝华，谭惠丽等.驾驶员的驾驶特性对交通流的影响[J].广西科学，2006，13（1）：27-30.

[5] 余生.汽车理论[M].北京.机械工业出版社：2009.52-54.

[6] 严英.纯电动公交客车加速踏板驾驶特性辅助优化策略研究[D].天津大学，2012.

[7] 黄万友，程勇，纪少波，张海波.驾驶员的驾驶品质对纯电动汽车能耗的影响[J].北京理工大学学报，2013，33（02）：144-150.

[8] 王圣海.纯电动城市客车驾驶行为与能耗关系的统计分析[J].客车技术与研究，2020，42（01）：60-62.

（责任编辑：武长河）