新能源乘用车整车能耗解析
新能源汽车的整车能耗是指车辆在行驶过程中消耗的能量,通常以单位行驶距离的能耗来衡量,其能耗值可以用不同的单位表示,例如千瓦时每百公里(kWh/100 km)或者英里每加仑电能当量(Miles per Gallon of Gasoline Equivalent,MPGE)。
新能源汽车的整车能耗受到多种因素的影响,包括车型、驱动系统、电池技术、车重、空气阻力、轮胎阻力等。
1、新能源汽车能耗测试标准
新能源汽车整车能量消耗量是重要的节能技术指标,为降低能量消耗量、提升续驶程,我国出台了一系列政策法规,包括新能源汽车补贴政策、电动汽车能量消耗量限值等。评价电动汽车的能量消耗量和续驶里程主要通过国家标准GB/T 18386.1-2021《电动汽车能量消料量和续驶里程试验方法》,旨在确立统一的电动汽车试验流程试验循环及试验结果计算方法。
国准GB/T 18386.1-2021对于续驶里程不超过8个CLTC循环里程的车辆,按照常规工况法进行试验;对于续驶里程超过8个CLTC循环里程的车辆,按照缩短法进行试验。
国准GB/T 18386.1-2021能耗测试要求
国准GB/T 18386.1-2021采用新的常规工况法和缩短法来测试电动汽车的续驶里程和能量消耗率,其中常规工况法用中国轻型汽车工况(China Light-duty Vehicle Test Cycle,CLTC)替代之前的NEDC(New European Driving Cycle)工况进行连续实验,而缩短法则由DS1、CSSM、DS2和CSSE四个区间构成试验工况曲线。随着中国工况CLTC-P在纯电动汽车能量消耗量与续驶里程试验方法中应用,新的能量消耗量限值及双积分政策也将随之变更。
常规法及缩短法测试流程
2、续驶里程影响因素
纯电汽车的续驶里程分为两类:标定续驶里程(指定循环工况在规定工况下所能行驶的最长距离)以及实际续驶里程(车辆在电池满电状态运行至电池截止电压过程中,车辆接连行驶的最大距离)。车辆在运行过程中影响续驶里程的因素多种多样,大体上可归纳为驾驶员操纵特性、车辆自身参数及道路环境3类。
车辆续驶里程影响因素
3、新能源整车能耗分解
电动汽车的动力系统拓扑结构与电网很相似,以高压直流母线为能量交换关键通道连接快充接口、车载充电机、动力蓄电池和驱动电机等电器部件。
电动汽车的电气结构来源《电动汽车动力经济性测评及优化技术》
新能源汽车动力系统
我国电动汽车在标准工况下的百公里平均耗电量大概为14.8kW·h/100km,按整车质量计算的平均单位质量耗电量大约是9.0W·h/ (100m,kg ),其整车能耗分解可根据电气结构拓扑图建能量流图来表达。整车能耗分别消耗在车载充电机OBC、电池包、车载高压用电、DCDC、MCU、电机等子系统。
新能源汽车整车能量流
在驱动能量的传递过程中会出现损耗,电池输出的有效能量分为三路,分别供给驱动电机控制器(Motor Control Uni, MCU)、高压耗能元件、DC/DC,供给 MCU 的能量经过 MCU、驱动电机、减速器、传动轴、差速器、半轴到达轮胎,用于克服车辆行驶阻力,供给 DC/DC 的能量主要用于给低压耗电件供电,其余部分用于给高压耗电件供电。
3、新能源整车能量损耗分析
新能源汽车整车能量主要损耗在风阻、机械阻力和车身电器三大方向中。在常温CLTC工况下,风阻占比 30.42%,机械阻力占比39.13%,电器占比30.45%。若为高速工况,风阻占比将大幅增加;若为高低温工况,电器占比将大幅增加。因此,要对各类工况、各相关部件性能进行分解研究。
车辆的动力性经济性测评与优化都将围绕相关能耗部件及其影响因素展开分析研究。
整车能耗影响因素来源《电动汽车动力经济性测评及优化技术》
总而言之,在电动汽车的发展中,续驶里程和能耗是用户最为关注的问题,里程焦虑成为阻碍电动车发展最主要的瓶颈。能量流向分析是新能源汽车能耗的重要分析手段,通过能量流向分析可全面了解车型电耗的分布情况,定量地找到样车与标杆车型之间的能耗差异,从而确定最有效改善汽车经济性和能耗水平的着手点。
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