《电动乘用车剩余里程准确度评价试验方法》是电动汽车产业技术创新战略联盟定向共性技术课题成果之一,由中国汽车技术研究中心有限公司组织研究,是电动乘用车剩余里程准确度评价试验方法的研究性报告。本报告进行了基于中国工况的不同环境温度条件下剩余里程准确度的研究,通过实车测试对比分析了环境温度、数据采集方法、电池荷电状态、组合工况及高速车速等因素对续航里程估计准确度的影响规律。利用确定系数对续航里程估计准确度进行评估,提出通用化的测试方法和评价理论,为行业内建立统一的评价标准奠定基础。报告主体框架包括:
❍ 国内外研究现状及研究必要性
❍ 评价试验方法的开发方案及研究过程
❍ 剩余里程准确度评价试验方法研究成果
❍ 剩余里程准确度评分规则建议
报告部分研究成果
1. 国内外研究现状及研究必要性
伴随纯电动汽车的快速增长和普及,关于电动汽车的一些使用问题也逐步显现和突出。据汽车行业相关消费者调研显示,电动汽车的续航里程是消费者重点关注但是满意度较低的指标之一,而且调研中还指出剩余里程显示准确度成绩较差,具有较大的提升空间。作为消费者非常关注的痛点问题,剩余里程估计准确度会在一定程度上影响电动汽车产品竞争力,从而影响电动汽车的销量和推广。
图1 2019年消费者对电池性能各指标满意度得分情况
行业中对车辆剩余里程估计准确度的没有统一的判断方法,也没有基于实际的统一的测试评价场景与方法。具体表现为:1)策略应用到商业化产品后,效果如何未见研究;2)未见有符合中国实际的里程估计评价工况。这主要是由场景抽象、统计分析方法不同以及车辆评价与开发策略差异性较大的原因导致的。
因此,从影响电动汽车剩余里程估计准确度的多方面原因入手,研究纯电动汽车以中国工况为基准的电动乘用车剩余里程准确度快速测试评价方法,推进“中国工况”在电动乘用车领域实施落地,同时致力于缓解消费者对于电动汽车的里程焦虑,对促进整个电动汽车产业的发展具有一定的现实意义。
2. 评价试验方法的开发方案及研究过程
根据电动乘用车使用场景和地域等需求,从工况、温度、空调设定及测试条件四个维度下的不同测试条件进行典型工况的构建。
首先,通过对中国轻型车的数据特征分析和与国外NEDC、WLTC等工况进行特征比较后发现,欧美工况不适合用于评价中国新能源车。中国已成为全球最大的新能源车产销国,新能源车是国家重要的战略性新兴产业,经过全面了解我国新能源车的实际运行工况特征,最终选择符合中国实际的基本行驶工况-CLTC-P。
其次,进行电动汽车续航里程关键评价技术二次开发,实现高效率、高精确度和高覆盖度升级,建立反映中国实际运行条件下电动汽车续驶里程和能耗快速测试评价方法。同时,引入两个大倍率高速放电工况段,确定3个评价里程估计显示的跳变评价点。
图2 基于中国工况的纯电动乘用车缩短法示意图
第三,通过中国工况项目对三个不同纬度的城市进行了调查,获取了不同季节的温度及空调开启特征,充分考虑了我国实际气候、车辆情况和我国司机驾驶习惯,从而确定试验室环境、空调设定等典型环境条件场景。
第四,通过对比分析多种拟合优度评价的统计学方法,选择了无论车辆性能如何,都可以较为准确地反映剩余里程实际值与理论值之间偏差程度的确定系数,作为电动乘用车剩余里程准确度的计算方法。
综上所述,结合对消费者使用场景的调研、汽车企业对产品投放的地理位置覆盖面战略研究以及消费者对驾驶舒适性要求等方面的综合分析,最终确定了纯电动汽车剩余里程估计准确度快速评价用组合工况及计算方法。
表1 测评用典型工况组合及计算方法
工况 |
温度 |
空调 |
场景 |
计算方法 |
基于CLTC-P的 组合工况 |
常温(23℃) |
OFF |
浸车 |
确定系数 |
高温(35℃) |
ON 23-25℃ |
浸车、光照 |
||
低温(-7℃) |
ON 20-22℃ |
浸车 |
3. 剩余里程准确度评价试验方法研究成果
本课题先后选取了共21款车型开展了试验测试,车型覆盖国内品牌(国产)、合资品牌(国产)及国外品牌(进口)等车型,其中包括18款车身长度大于等于4米的常规车,3款车身长度小于4米的微型车。在课题前期,课题组在常温、高温、低温三种环境温度下开展了全工况续航试验,并对表显剩余里程准确度进行了测试试验和评价。
图3 十一款车在NEDC工况下的确定系数对比情况
图4 部分车型在CLTC-P全工况下的确定系数对比情况
从试验结果可以看出,大部分车型在不同温度环境中的剩余里程估计准确度顺序均为常温>高温>低温。常温环境下,各车型常温剩余里程准确度的整体情况较好;高温环境下,不同车型的估计准确度差异较大,但各车型高温里程估计的整体情况可以接受;低温环境下,不同车型的估计准确度差异很大,分化严重,而且各车型低温里程估计的整体情况较差。
报告还进一步从NEDC及CLTC-P全工况下的确定系数对比情况、不同车辆在不同SOC段的里程估计准确度、不同数据采集频率对R²的差异情况、剩余里程估计自学习模式对确定系数的影响、不同车型在组合工况下常温剩余里程准确度对比和组合工况下不同恒速段测试结果对比分析等多方面进行了试验研究和对比分析,得出了相应的结论。
4. 剩余里程准确度评分规则建议
最后,通过实车试验测试,得出剩余里程准确度的计算结果分布情况,初步建立电动汽车的剩余里程估计准确度的测评评分规则,并建议联盟内部讨论建立相应评分规则,为电动汽车企业和普通消费者提供参考,为行业内建立统一的评价标准奠定基础,从而进一步促进企业提高电动汽车的剩余里程准确度。
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