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电动汽车整车能耗影响因素分析

2024-03-08 11:07:07·  来源：汽车测试网  
　

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实现社会的可持续发展.特别是随着低碳环保时代的到来，人们更加注重节约能源，更加注重“绿化”生活环境。纯电动汽车(Battery Electric Vehicle，BEV)以电动机代愁燃油机。驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量储存装置。具有节油率高、污染少、噪音低、操作性能好等诸多特点，符合绿色环保的需求,是人们取代燃油汽车的首选车型。


历年新能源汽车销量


影响汽车动力性和能耗经济性的参数多种多样，各参数对整车的影响程度不一，即参数灵敏度不一样。用灵敏度分析进行关键设计参数的选择可以明确哪些参数对整车动力性和能耗经济性的影响。进行整车设计时，针对动力性和能耗经济性影响较大的参数进行改善，从而提高新能源整车的动力性和能耗经济性。


1、电动汽车能耗分析概述


新能源车型从开发到样车试制完成之前，需要不断地更换各种组合方案并分析其动力性和经济性。各参数变更对整车能量消耗量与续驶里程的影响至关重要，例如整备质量变、循环能量密度、电机效率、轮胎阻力、卡钳拖滞力、传动系统布置角度等因素都影响整车能耗，一般通过灵敏度分析各影响因素对整车能耗的影响。


整车能耗分析是基于当前能耗状态，提出下一阶段目标与实现措施，使用瀑布图分析工具实现规范化的能量流表达作为各部门工程师之间交流的标准语言，有助于提高工作效率。


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整车能耗优化分析流程图


2、电动汽车能量消耗量限值标准


电动汽车能量消耗量在限制标准、双积分政策中被引用，在车辆设计初期为企业提供辅助设计作用。


GB/T 36980-2018《电动汽车能量消耗率限值》于2018年12月28日发布，2019年7月1日实施。规定使用GB/T 18386-2017的方法测试的车辆能量消耗率作为限制对象。能量消耗率限制表规定了第一、第二阶段限值。对于具有三排以下座椅，且最高车速大于或等于120km/h的车型，直接查能量消耗量限值表。


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第一、第二阶段纯电动乘用车能耗限值


GB/T 36980-2018规定的能耗限值采用“整备质量”作为评价参数，与M1类传统乘用车限值标准相同，分为16个质量区间。随着整备质量的增加，能耗限值也相应在增加。


能耗体系第一阶段用于淘汰技术落后能耗高的产品，可用于新车型准入。


能耗体系第二阶段为促进先进技术在纯电动乘用车上的应用，进一步促进能耗的降低。


3、电动汽车整车能耗影响因素


电动汽车上各系统能耗影响因素对整车能耗的影响是非线性的，例如电机效率MAP、减速器速比等因素，其对能量消耗量的影响非线性特性最明显。为了更方便分析各参数的影响，可近似认为部分因素对能耗的影响是线性的，从而给出灵敏度结论。


整车能量消耗量的影响因素主要可以分为惯量影响、道路阳力常数项影响、道路阻力一次项影响、道路阻力二次项影响、电驱动效率影响、车身用电器功耗影响、电池直流内阻影响、车载充电机效率影响、制动能量回收策略影响等，各因素均有多种影响细分内容。


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电动汽车整车能耗影响因素


电动汽车各系统部件能耗影响因素均可对应到不同节能措施再细分研究，例如，整车质量对应到各种轻量化技术与方法，风阻系数优化对应到各种空气动力学优化方法等。


4、各参数对能耗影响的灵敏度分析


电动汽车整车能耗分析一般有两种方法，一种方法是能耗灵敏度分析法，另一种方法是能量流跟踪法（根据电能在整车上的流向进行能耗分析，将电能从电网输入到轮端和车身电器的整个消耗过程完整呈现出来，以便于分析整车能耗的分布情况）。


能耗灵敏度分析法：根据整车能量消耗量的影响因素进一步分解，包括惯量影响、滑行阻力影响（含常数项、一次项、二次项）、电驱动效率影响、车身电器功耗影响、制动能量回收策略、运行工况等，可以形成整车能耗灵敏度分析报告。


对于可用灵敏度分析的能耗影响参数，当有耦合因素影响时，例如迎风面积与空气阻力系数同时影响道路阻力，则其能耗贡献量与其措施加载顺序相关。对于不同类影响因素，用能耗下降量分析灵敏度；对于同类影响因素，选择能耗下降百分比作为灵敏度输出。


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各备选措施能耗优化瀑布图来源《电动汽车动力性经济性测评及优化技术》


灵敏度参数可辅助各专业对各降能耗措施进行能耗贡献量初步判断，但在实际应用中存在很多互相影响的措施，例如，改变道路阻力的大小会导致电机效率MAP工况点变更，从而影响电机效率，且变更量是非线性的。因此，通常使用能耗优化瀑布图进行管理各降能耗措施。


总而言之，研究电动汽车整车能耗可以深入了解和优化电动汽车在不同条件下的能源利用效率，以提高其续航能力和降低运行成本。通过分析整车能耗，可以优化电动汽车的设计、制造和驾驶策略，提升其整体性能，促进可持续交通发展，减少对传统燃油的依赖，推动环保和能源效益的实现。

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