可充电重型电动汽车纯电动续驶里程计算方法优化研究

摘要：本文探讨可充电重型电动汽车纯电动续驶里程计算方法的优化策略，旨在更好地推动该汽车产业的发展。正文首先阐述了现行国标纯电续驶里程的计算方法，随后基于“一种纯电动车续航里程估算方法”分析现有可充电重型电动汽车纯电动续驶里程计算方法的不足，提出优化建议；最后本文就试验条件进行思考，提出更加客观的改进意见，望为广大读者在该领域的研究提供一些参考。

关键词：可外接充电；重型混合动力电动汽车；纯电工作模式；纯电动续驶里程

中图分类号： U462 文献标识码：A

0 引言

汽车产业是国民经济的重要支柱产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。随着我国经济持续发展和城镇化进程的加速推进，由此带来的环境污染和能源紧张问题日益突出，我国已在2006 年超过美国，成为世界最大的温室气体排放国，2015 年石油对外依存度首次超过60%。加快培育和发展节能汽车与新能源汽车，既是有效缓解能源和环境压力、推动汽车产业可持续发展的紧迫任务，也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势的战略举措。

發展新能源汽车已上升为国家战略，密集出台的扶持政策，为新能源汽车的应用推广创造了良好的环境。纯电动汽车（BEV）、燃料电池汽车（FCEV）及插电式混合动力电动汽车（HEV）获得蓬勃发展，各型产品不断涌现。

在动力电池技术短期难以突破能量密度瓶颈，燃料电池电堆及氢气成本居高不下，以及充电、充氢设施有待完善的现实情况下，为满足即将到来的相对现阶段油耗限值降低15% 左右的第四阶段《重型商用车辆燃料消耗量限值》要求，运输半径200 ～ 500 km 的支线运输和500 ～ 1 000 km 的干线运输重型货车采用混动技术，将成为主流选择。

1 现行国标纯电续驶里程计算方法

GB/T 19754-2021《重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》是能耗试验现行国标[1]，适用于最大总质量超过3 500 kg的混合动力电动汽车，包括货车、半挂牵引车、客车、自卸汽车和城市客车。标准涵盖的车辆类型多样，按是否可外接充电，可分为不可外接充电式混合动力汽车（NOVE-HEV）和可外接充电式混合动力汽车（OVE-HEV），其中OVE-HEV 车型又可分为不包含纯电工作模式和包含纯电工作模式两大类。本文讨论的对象车型为GB/T 19754-2021 适用的重型HEV 车型中最为复杂的，包含纯电工作模式的OVE-HEV 车型。

对包含纯电工作模式的OVE-HEV 车型的纯电动续驶里程计算方法进行优化，主要目的如下。

（1）能够进一步测验出该车型的纯电动续驶里程，为消费者采购此类产品提供重要的续航参考。

（2）规范行业环境。

（3）为优化国家标准提供一些可能的参考。

国标对包含纯电工作模式的OVE-HEV 车型能耗计算方法为：全流程电耗均通过UF 系数加权计算，并体现到最终的综合电量消耗量中。全流程电耗包含：试验开始前从充电桩移动到试验台之间的电量消耗，试验过程的电量消耗，试验结束后从试验台移动到充电桩的电量消耗，以及试验后车辆的充电电量。

因为UF 系数的计算采用行驶里程数据（GB/T 19754-2021附录C 中的公式C.1），车型纯电动续驶里程的计算结果直接影响UF 系数的取值，进而影响综合电量消耗量计算的结果。针对目前国标采用的计算方法，笔者认为有优化空间。GB/T 19754-2021 国标纯电动续驶里程阶段的续驶里程计算公式如下：

式中：S 为第一阶段的续驶里程数值，单位km ；NECm 为车辆移动前后可充电的能量储存系统（REESS）的净能量改变量数值，单位kW · h ；NECS 1 为第一阶段试验前后REESS 的净能量改变量数值，单位kW · h ；ECDC，S 1 为基于REESS 电量变化的电量消耗量，单位W · h/km。

3 关于试验条件的思考

GB/T 19754-2021 在车辆试验条件上作出具体要求，即待检车辆需要在厂家要求的标准下进行磨合，从而尽可能还原真实生产时的使用场景，避免测定结果偏“虚标”的问题。但需要明确的是，本文所研究的车型是一种工业化的运营车辆，行驶里程较大，充放电次数多，电池组会加剧损耗。尤其是工地车辆，行驶环境恶劣（长上坡工况等），会加剧车辆的磨损，使车辆续航进一步下降。因此建议在磨合条件上，未来做出2 点改变。

（1）分车辆的使用环境，尽量模拟其未来行驶路况检测续航。

（2）试验车辆按照使用情况，分为新车期（0 ～ 2 000 km）、磨合期（2 001 ～ 10 000 km）、轻度使用期（10 001 ～ 50 000 km）、中度使用期（50 001 ～ 150 000 km）和重度使用期（＞ 150 000 km）5 个阶段，甚至更细化的分段，对车辆进行纯电续航检测。这能够更好地反映车辆的续航情况，为消费者提供细化的续航数据参考。

再根据大数据，利用计算机得到一个系数，将上述续航结果进行处理，得到一个最终的综合续航结果，或许能够更好地反映该车型的综合续航表现。此外，关于车辆状态，国标中只提到：试验时，可以使用一个定转速风机把冷却空气导向车辆，以保证发动机工作温度满足生产企业的要求。该试验条件未对纯电续航测定环境作出进一步解释，建议增加描述：在纯电续航测定时，使用不定转速风机，在多个角度模拟车辆正常行驶时的风冷条件，对电池组进行降温。这样的条件下，更能够反映车辆的行驶情况。

4 结束语

国标纯电续驶里程计算公式（1）按优化后的公式（5）计算最为合理；如考虑到车辆自充电桩移动至试验台的距离较小（一般2 km 内），此过程REESS 的净能量改变量相对单个试验循环消耗电量较小，按公式（6）计算也可接受[3]。

以上计算公式的优化，基于动力电池放电效率特性和能量回收功能起作用的初始SOC 值设置考虑。如果车辆配置的动力电池电量越大，能够跑的纯电试验循环越多；充电桩与试验台的距离越大，移动消耗的电量越多，理论上按国标公式计算的偏差就越大[4-5]。

国标计算公式应是考虑到现阶段的混合电动汽车大多数配置的动力电池电量较低（可完成的纯电试验循环数较少），按现有公式计算偏差可接受且可达到简化数据处理的需要。但考虑到今后法规和用户对车辆实际使用的油耗要求越来越高，主要跑高速的干线运输重型混动车发动机大部分工作时间均处于燃烧高效区，可用的降能耗选择不多，加大动力电池电量将会成为主要手段，建议后续国标修订时考虑进行优化。另外，学者们也要加强对试验条件的思考，未来建议在有限的条件下，尽可能还原真实行驶环境，从而得到更加真实的续航数据。

【参考文献】

[1] GB/T 19754-2021. 重型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法[S].

[2] 黄万友， 程勇， 纪少波， 等. 变工况下电动汽车驱动系统效率优化控制[J]. 电机与控制学报，2012，16（3）：53-59.

[3] 黄振富， 钟日敏， 黄祖朋. 电动汽车续驶里程的影响因素分析[J]. 时代汽车，2021，16（16）：114-115.

[4] 姚勇， 郭成胜， 孙龙， 等. 基于缩短法的纯电动汽车续驶里程电能特征研究[J]. 小型内燃机与车辆技术，2022，51（2）：50-57.

[5] 宋军， 靳浩， 张戎斌. 电动汽车续驶里程分析[J]. 汽车实用术，2020，44（15）：10-12.

作者简介：

罗明，本科，工程师，研究方向为商用车整车项目开发。