關(guān)于電動汽車動力性經(jīng)濟性綜合評價體系的探討

宗惠萍

摘 要：隨著電動汽車的推廣應(yīng)用，對電動汽車性能的評價提出來更高、更具體的需求。

針對電動汽車的性能特點和用戶需求特點，對動力性要求不高，常定義為家庭第二輛城市代步車輛，較容易滿足；對經(jīng)濟性，尤其是續(xù)駛里程指標較為關(guān)注，以保證日常出行。而傳統(tǒng)的動力性、經(jīng)濟性評價方法缺乏對用戶使用工況的調(diào)查，以及對整車性能綜合評價的方法。另一方面，缺少電動汽車的經(jīng)濟性評價方法廣泛采用了傳統(tǒng)車經(jīng)濟性的測試方法，缺少針對電動汽車的能耗分析評級方法。因此，要更準確、更完整、且體現(xiàn)用戶使用需求評價電動汽車性能，以及切實提高整車性能指標，改善使用認可度和駕駛感受有著重要意義。

關(guān)鍵詞：電動汽車，動力性、經(jīng)濟性， 綜合評價

電動汽車與傳統(tǒng)燃油汽車在性能需求上基本一致，主要包括動力性和經(jīng)濟性兩個方面，對于動力性而言，主要是為了滿足汽車在行駛過程中對加速和上坡的動力需求，動力性所能體現(xiàn)的是在汽車行駛過程中所能達到的最高動力和速度水平；相對而言，對于經(jīng)濟性來說，主要是要實現(xiàn)汽車行駛過程中的最低能量消耗。對于電動車來說，主要是消耗電能，如果其經(jīng)濟性好，在行駛相同的里程的前提下，其所消耗的電能也更少，因此，可以認為，純電動汽車性能水平的重要標志就是動力性和經(jīng)濟性，這會對整車的續(xù)駛里程能力構(gòu)成直接的影響，同時這也是影響純電動汽車用戶和市場接受度的一個關(guān)鍵指標。

1 電動汽車動力性評價指標

對于純電動汽車而言，就動力性的需求而言，和傳統(tǒng)汽車基本類似，在GB18385-2005 中所列出的評定車輛動力性的參數(shù)主要是加速時間、最高車速和最大爬坡能力。

1）最高車速

對于最高車速而言，主要有兩種類型的指標，分別是 30 分鐘最高車速和 1Km 最高車速，以上兩個指標都是基于所設(shè)定的條件所能實現(xiàn)的平均車速，主要是用來評定純電動汽車的高速行駛的性能狀況。在純電動汽車中，傳動系統(tǒng)的速比和驅(qū)動電機的最高轉(zhuǎn)速決定了純電動車的最高車速情況，在不考慮實際的坡道的阻力時，對于基于最高車速所需要的動力系統(tǒng)的最大的功率為：

（1）

純電動車在高速行駛過程中，對于影響整車功率需求的最主要因素而言，主要就是空氣阻力，對于純電動汽車而言，其最高車速一般介于 100-160km/h 的范圍內(nèi)，如果不考慮其實際滾動阻力時，基于最高車速的給哦你率和車速之間呈三次方的比例。

2）爬坡性能

對于爬坡性而言，主要是用來評定整車的低速通過性和大負載狀態(tài)的通過性能，在對其進行評定時，一般是基于所規(guī)定的爬坡車速所能達到的最大坡度來表示，在進行最大爬坡度

的設(shè)定時，一般會比實際的道路坡度要高，對于爬坡度指標而言，一般是介于 20～30%之間的范圍內(nèi)。如果在某一坡度路面上基于最低的車速行駛，則對于其動力系統(tǒng)的最大的功率需求為：

（2）

其中， 是所設(shè)計的最低通過車速，通常為 15-20km/h； 為最大坡度角，

對于動力系統(tǒng)，特別是驅(qū)動電機系統(tǒng)來說，最大爬坡性能主要受到電機的低速最大轉(zhuǎn)矩輸出能力和短時過載能力的影響。

3）加速性能

在整車的實際運行中，加速行駛過程是最為常見的一種行駛工況之一，一般對其進行的定義是，自一定車速實現(xiàn)向另一車速的加速所需要的最少的時間。在國標中關(guān)于減速性能的測試有著如下的規(guī)定：以 0-50km/h 和 50-80km/h 兩個時間實施評價，其中，通過 0-50km/h 的測試可以對政策的起步加速能力進行評定，而對于 50-80km/h的測試模式而言，主要是對中等車速時的加速超車能力進行評定。但是，當(dāng)前的加速測試而言，主要是基于 0-100km/h 的加速測試作為加速性能測試的方法。對于整車的實際加速性能而言，就根本而言，在很大程度決定于電機的全速調(diào)速范圍內(nèi)的實際的轉(zhuǎn)矩輸出的能力，也就是與所配置的電機系統(tǒng)所對應(yīng)的最大的輸出功率的能力。在實際的加速過程中，對于所需要的最大的功率而言，主要是在實現(xiàn)了目標車速時所需要的功率，也就是：

（3）

在以上的公式中，用δ 表示旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；用v表示加速后期車速；用 表示加速后期加速度。

基于以上的論述，在純電動汽車中，主要是通過動力性來表示其所能達到的整車極限運動的特性，在很大程度上取決于所搭載的動力系統(tǒng)所能輸出的轉(zhuǎn)矩和功率，可以說，這是實現(xiàn)純電動車進本性能的基礎(chǔ)。

2 電動汽車經(jīng)濟性評價指標

在評定純電動車的經(jīng)濟性能指標時，一個關(guān)鍵性能參數(shù)就是單次充電所能實現(xiàn)的最大行駛里程或者其實際的能量消耗，在我國的相關(guān)標準中，對此也作了相應(yīng)的規(guī)定。在標中的規(guī)定是：對于單次充電的續(xù)駛里程而言，主要是指基于標準的要求，在實現(xiàn)充電至滿后，基于一定的運動工況需求進行行駛，其所能實現(xiàn)的最大的行駛里程。對于以上所提及的運動工況主要有 NEDC 循環(huán)工況和 60km/h 工況，其中，在圖 4.1中列出了 NEDC 工況的車速和時間歷程。

圖 1 NEDC 工況示意圖

在 NEDC 循環(huán)工況中主要涉及一個市郊循環(huán)和 4 個市區(qū)循環(huán)，將其時間設(shè)定為19min40s，將其理論距離設(shè)定為 11.022km，如果所試驗的車輛的實際車速無法跟隨所設(shè)定的車速的一定值后，則表示試驗結(jié)束。

在完成了標準中所規(guī)定的試驗循環(huán)后，對電池進行重新充電后，保證實現(xiàn)試驗前

的電池容量，用所得到的電網(wǎng)的電能去除行駛里程，則得到能量消耗率，其單位為Wh/km，表示為

C = E D·················································（4）

在以上的公式中，用 E 表示蓄電池在充電期間來自電網(wǎng)的能量，其具體單位為Wh，用 D 表示在試驗期間電動車所能行駛的總距離也就是通常所說的續(xù)駛里程，其單位為 km。

經(jīng)濟性測量結(jié)果的準確程度要受到測試環(huán)境的影響，在國標中對室外的環(huán)境溫度的規(guī)定是要介于 5～32℃之間，而對室內(nèi)環(huán)境的溫度規(guī)定是要介于 20～30℃之間。

3 電動汽車動力性經(jīng)濟性綜合評價指標

結(jié)合電動汽車動力性、經(jīng)濟性的評價指標，以爬坡能力、續(xù)駛里程、最高車速、加速能力、百公里耗電量等作為相應(yīng)的參數(shù)指標，通過對指標參數(shù)的加權(quán)綜合，體現(xiàn)各個指標在綜合評價體系中的地位和重要程度。在本文中主要是基于客觀賦權(quán)法，構(gòu)基于不同指標之間的相互的關(guān)系或者與各個指標所對應(yīng)的變異的程度來進行權(quán)重的確定，并構(gòu)建了純電動汽車動力性經(jīng)濟性綜合評價的指標體系。

熵值法（ Entropy method）是較為客觀的一種賦權(quán)法，在實際應(yīng)用中，基于各個指標所能體現(xiàn)的信息量的大小來對指標的時間權(quán)重進行確定。就具體的應(yīng)用來說，所選擇的正向型指標主要是：爬坡能力、最高車速以及續(xù)駛里程等，所選擇的逆向型指標主要是耗電量以及加速能力等。

4結(jié)束語

電動汽車動力性和經(jīng)濟性的綜合評價是電動汽車改善整車性能，提高市場競爭力的重要保證，合理的評價標準更能體現(xiàn)用戶的使用要求，為整車系統(tǒng)優(yōu)化提供方向。為了提出合理的評價標準，從整車的動力性、經(jīng)濟性測試方案出發(fā)，考慮電動汽車的動力特點及運行機理，著重分析其能耗特性，為提出經(jīng)濟性評價方案提供理論基礎(chǔ)。本文首先介紹了電動汽車動力性和經(jīng)濟性的評價指標和評價方法，選取多個動力性、經(jīng)濟性評價指標，描述了一種基于熵權(quán)法的指標權(quán)重賦值方法，并將其應(yīng)用于選取的指標，提出一種了綜合考慮最高車速、加速性、爬坡度、百公里能耗以及續(xù)駛里程的綜合評價方法，提出綜合評價指標。

參考文獻

[1] GB/T 18385-2005， 電動汽車 動力性能 試驗方法[S]. 2005.

[2] GB/T 18386-2005， 電動汽車 能量消耗率和續(xù)駛里程試驗方法[S]. 2005.