關于電動汽車動力性經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；對經濟性，尤其是續駛里程指標較為關注，以保證日常出行。而傳統的動力性、經濟性評價方法缺乏對用戶使用工況的調查，以及對整車性能綜合評價的方法。另一方面，缺少電動汽車的經濟性評價方法廣泛采用了傳統車經濟性的測試方法，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。

關鍵詞：電動汽車，動力性、經濟性， 綜合評價

電動汽車與傳統燃油汽車在性能需求上基本一致，主要包括動力性和經濟性兩個方面，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，對于經濟性來說，主要是要實現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濟性，這會對整車的續駛里程能力構成直接的影響，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，和傳統汽車基本類似，在GB18385-2005 中所列出的評定車輛動力性的參數主要是加速時間、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定的條件所能實現的平均車速，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，傳動系統的速比和驅動電機的最高轉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，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的通過性能，在對其進行評定時，一般是基于所規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。如果在某一坡度路面上基于最低的車速行駛，則對于其動力系統的最大的功率需求為：

（2）

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

對于動力系統，特別是驅動電機系統來說，最大爬坡性能主要受到電機的低速最大轉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，自一定車速實現向另一車速的加速所需要的最少的時間。在國標中關于減速性能的測試有著如下的規定：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速范圍內的實際的轉矩輸出的能力，也就是與所配置的電機系統所對應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 表示旋轉質量換算系數；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所能輸出的轉矩和功率，可以說，這是實現純電動車進本性能的基礎。

2 電動汽車經濟性評價指標

在評定純電動車的經濟性能指標時，一個關鍵性能參數就是單次充電所能實現的最大行駛里程或者其實際的能量消耗，在我國的相關標準中，對此也作了相應的規定。在標中的規定是：對于單次充電的續駛里程而言，主要是指基于標準的要求，在實現充電至滿后，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 循環工況中主要涉及一個市郊循環和 4 個市區循環，將其時間設定為19min40s，將其理論距離設定為 11.022km，如果所試驗的車輛的實際車速無法跟隨所設定的車速的一定值后，則表示試驗結束。

在完成了標準中所規定的試驗循環后，對電池進行重新充電后，保證實現試驗前

的電池容量，用所得到的電網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駛里程，其單位為 km。

經濟性測量結果的準確程度要受到測試環境的影響，在國標中對室外的環境溫度的規定是要介于 5～32℃之間，而對室內環境的溫度規定是要介于 20～30℃之間。

3 電動汽車動力性經濟性綜合評價指標

結合電動汽車動力性、經濟性的評價指標，以爬坡能力、續駛里程、最高車速、加速能力、百公里耗電量等作為相應的參數指標，通過對指標參數的加權綜合，體現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法，構基于不同指標之間的相互的關系或者與各個指標所對應的變異的程度來進行權重的確定，并構建了純電動汽車動力性經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法，在實際應用中，基于各個指標所能體現的信息量的大小來對指標的時間權重進行確定。就具體的應用來說，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結束語

電動汽車動力性和經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用戶的使用要求，為整車系統優化提供方向。為了提出合理的評價標準，從整車的動力性、經濟性測試方案出發，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，為提出經濟性評價方案提供理論基礎。本文首先介紹了電動汽車動力性和經濟性的評價指標和評價方法，選取多個動力性、經濟性評價指標，描述了一種基于熵權法的指標權重賦值方法，并將其應用于選取的指標，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 能量消耗率和續駛里程試驗方法[S]. 2005.