《電動乘用車剩余里程準確度評價試驗方法》是電動汽車產業技術創新戰略聯盟定向共性技術課題成果之一,由中國汽車技術研究中心有限公司組織研究,是電動乘用車剩余里程準確度評價試驗方法的研究性報告。本報告進行了基于中國工況的不同環境溫度條件下剩余里程準確度的研究,通過實車測試對比分析了環境溫度、數據采集方法、電池荷電狀態、組合工況及高速車速等因素對續航里程估計準確度的影響規律。利用確定系數對續航里程估計準確度進行評估,提出通用化的測試方法和評價理論,為行業內建立統一的評價標準奠定基礎。報告主體框架包括:
? 國內外研究現狀及研究必要性
? 評價試驗方法的開發方案及研究過程
? 剩余里程準確度評價試驗方法研究成果
? 剩余里程準確度評分規則建議
報告部分研究成果
1. 國內外研究現狀及研究必要性
伴隨純電動汽車的快速增長和普及,關于電動汽車的一些使用問題也逐步顯現和突出。據汽車行業相關消費者調研顯示,電動汽車的續航里程是消費者重點關注但是滿意度較低的指標之一,而且調研中還指出剩余里程顯示準確度成績較差,具有較大的提升空間。作為消費者非常關注的痛點問題,剩余里程估計準確度會在一定程度上影響電動汽車產品競爭力,從而影響電動汽車的銷量和推廣。
圖1 2019年消費者對電池性能各指標滿意度得分情況
行業中對車輛剩余里程估計準確度的沒有統一的判斷方法,也沒有基于實際的統一的測試評價場景與方法。具體表現為:1)策略應用到商業化產品后,效果如何未見研究;2)未見有符合中國實際的里程估計評價工況。這主要是由場景抽象、統計分析方法不同以及車輛評價與開發策略差異性較大的原因導致的。
因此,從影響電動汽車剩余里程估計準確度的多方面原因入手,研究純電動汽車以中國工況為基準的電動乘用車剩余里程準確度快速測試評價方法,推進“中國工況”在電動乘用車領域實施落地,同時致力于緩解消費者對于電動汽車的里程焦慮,對促進整個電動汽車產業的發展具有一定的現實意義。
2. 評價試驗方法的開發方案及研究過程
根據電動乘用車使用場景和地域等需求,從工況、溫度、空調設定及測試條件四個維度下的不同測試條件進行典型工況的構建。
首先,通過對中國輕型車的數據特征分析和與國外NEDC、WLTC等工況進行特征比較后發現,歐美工況不適合用于評價中國新能源車。中國已成為全球最大的新能源車產銷國,新能源車是國家重要的戰略性新興產業,經過全面了解我國新能源車的實際運行工況特征,最終選擇符合中國實際的基本行駛工況-CLTC-P。
其次,進行電動汽車續航里程關鍵評價技術二次開發,實現高效率、高精確度和高覆蓋度升級,建立反映中國實際運行條件下電動汽車續駛里程和能耗快速測試評價方法。同時,引入兩個大倍率高速放電工況段,確定3個評價里程估計顯示的跳變評價點。
圖2 基于中國工況的純電動乘用車縮短法示意圖
第三,通過中國工況項目對三個不同緯度的城市進行了調查,獲取了不同季節的溫度及空調開啟特征,充分考慮了我國實際氣候、車輛情況和我國司機駕駛習慣,從而確定試驗室環境、空調設定等典型環境條件場景。
第四,通過對比分析多種擬合優度評價的統計學方法,選擇了無論車輛性能如何,都可以較為準確地反映剩余里程實際值與理論值之間偏差程度的確定系數,作為電動乘用車剩余里程準確度的計算方法。
綜上所述,結合對消費者使用場景的調研、汽車企業對產品投放的地理位置覆蓋面戰略研究以及消費者對駕駛舒適性要求等方面的綜合分析,最終確定了純電動汽車剩余里程估計準確度快速評價用組合工況及計算方法。
表1 測評用典型工況組合及計算方法
工況 |
溫度 |
空調 |
場景 |
計算方法 |
基于CLTC-P的 組合工況 |
常溫(23℃) |
OFF |
浸車 |
確定系數 |
高溫(35℃) |
ON 23-25℃ |
浸車、光照 |
||
低溫(-7℃) |
ON 20-22℃ |
浸車 |
3. 剩余里程準確度評價試驗方法研究成果
本課題先后選取了共21款車型開展了試驗測試,車型覆蓋國內品牌(國產)、合資品牌(國產)及國外品牌(進口)等車型,其中包括18款車身長度大于等于4米的常規車,3款車身長度小于4米的微型車。在課題前期,課題組在常溫、高溫、低溫三種環境溫度下開展了全工況續航試驗,并對表顯剩余里程準確度進行了測試試驗和評價。
圖3 十一款車在NEDC工況下的確定系數對比情況
圖4 部分車型在CLTC-P全工況下的確定系數對比情況
從試驗結果可以看出,大部分車型在不同溫度環境中的剩余里程估計準確度順序均為常溫>高溫>低溫。常溫環境下,各車型常溫剩余里程準確度的整體情況較好;高溫環境下,不同車型的估計準確度差異較大,但各車型高溫里程估計的整體情況可以接受;低溫環境下,不同車型的估計準確度差異很大,分化嚴重,而且各車型低溫里程估計的整體情況較差。
報告還進一步從NEDC及CLTC-P全工況下的確定系數對比情況、不同車輛在不同SOC段的里程估計準確度、不同數據采集頻率對R²的差異情況、剩余里程估計自學習模式對確定系數的影響、不同車型在組合工況下常溫剩余里程準確度對比和組合工況下不同恒速段測試結果對比分析等多方面進行了試驗研究和對比分析,得出了相應的結論。
4. 剩余里程準確度評分規則建議
最后,通過實車試驗測試,得出剩余里程準確度的計算結果分布情況,初步建立電動汽車的剩余里程估計準確度的測評評分規則,并建議聯盟內部討論建立相應評分規則,為電動汽車企業和普通消費者提供參考,為行業內建立統一的評價標準奠定基礎,從而進一步促進企業提高電動汽車的剩余里程準確度。
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