電動汽車動力性能試驗方法分析及優化

唐小華，徐金梅

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

隨著新能源汽車產業快速發展，關鍵核心技術取得重大突破，新能源汽車產品性能得到極大提升。動力性能作為汽車各大性能中最基本最重要的一項性能，是汽車關鍵技術能力的標志。

當前行業上電動汽車動力性能試驗方法主要是依據國家標準GB/T 18385—2005[1]，試驗方法與國際標準IS0 8715—2001 基本一致，已執行10 余年，鑒于行業快速發展以及產品技術的迭代更新，相關試驗方法已不能滿足當前技術的發展，需結合現有產品性能指標以及未來技術發展趨勢等因素對試驗方法進行調整與優化。

本文章以國家標準GB/T 18385 關于電動汽車動力性能試驗方法為基礎，對電動汽車的動力性能試驗方法進行對比分析，探討提出了試驗方法的優化建議，使之與傳統車及混合動力電動汽車的相關標準協調一致，更好地對電動汽車的動力性能進行評價，更能反映當前電動汽車動力性能的實際水平，符合未來行業的發展趨勢。

1 動力性能試驗方法概述

1.1 試驗條件

試驗車輛應依據每項試驗的技術要求加載，車輛輪胎氣壓應符合車輛制造廠的規定，車上的照明、信號裝置以及輔助設備應該關閉，試驗應該在干燥的直線跑道或環形跑道上進行。路面應堅硬、平整、平靜且要有良好的附著系數。

1.2 試驗準備及試驗順序

按照車輛制造廠規定的充電規程，使電池達到完全充電，試驗車輛上的里程表應設置為0，或記錄里程表上的讀數，試驗車輛應以制造廠估計的30 min最高車速的80%速度行駛5 000 m，使電機及傳動系統預熱。

試驗順序按照30 min 最高車速試驗、最高車速試驗、加速性能試驗、4%和12%的爬坡車速試驗、坡道起步能力試驗依次進行。

1.3 30 min 最高車速試驗

將試驗車輛加載到試驗質量，在環形跑道或者底盤測功機上進行，以該車30 min 最高車速估計值±5%的車速行駛30 min，測量車輛駛過的里程S1，計算平均30 min 最高車速。

1.4 最高車速試驗

將試驗車輛加載到試驗質量，在直線跑道或環形跑道上將試驗車輛加速，使汽車在駛入測量區之前能夠達到最高穩定車速，并且保持這個車速持續行駛1 km，隨即做一次反方向的試驗，記錄通過的時間，計算最高車速。

1.5 加速性能試驗

1.5.1 M1、N1 類純電動汽車加速性能試驗

0～50 km/h 加速性能試驗：試驗車輛停放在試驗道路起始位置，起動車輛，將加速踏板快速踩到底，使車輛加速到50±1 km/h。（有離合器和變速器車型換擋操作：加速踏板快速踩到底，換入適當擋位）。

50～80 km/h 加速性能試驗：將試驗車輛加速到50±1 km/h，保持車速行駛0.5 km，將加速踏板踩到底，或使用離合器和變速桿（若有）將車速加速到80±1 km/h，加速試驗均往返各一次，記錄加速時間，取算術平均值作為最終結果。

1.5.2 M2、M3 類純電動汽車加速性能試驗

分為0～30 km/h 加速性能試驗和30～50 km/h 加速性能試驗，試驗方法同上。

1.6 爬坡車速試驗

將試驗車輛加載到最大設計總質量，將試驗車輛置于測功機上，測功機增加相當于4%坡度的附加載荷，將加速踏板踩到底，確定試驗車速能夠達到并能持續行駛1 km 的最高穩定車速。記錄持續行駛1 km 的時間，計算出爬坡最高車速，按照同樣方法對12%坡度情況下，計算爬坡最高車速。

1.7 坡道起步能力試驗

將試驗車輛加載到最大設計總質量，試驗坡道應有10 m測量區，測量區前應提供起步區域，車輛放置在起步區域，以每分鐘至少行駛10 m 的速度，通過測量區，如果車輛裝有離合器和變速器的話，應用最低檔啟動車輛并以每分鐘至少行駛10 m 的速度通過測量區。

2 動力性能試驗方法分析

2.1 試驗質量

電動汽車和燃油汽車動力性能試驗質量相比，電動汽車試驗質量按照GB/T 18385 要求，燃油汽車試驗質量按照GB/T 12544[2]、GB/T 12543[3]及GB/T 12539[4]要求，試驗質量對比見表1。

表1 電動汽車和燃油汽車動力性能試驗質量

電動汽車最高車速和加速性能試驗的試驗質量是按照最大裝載質量分別進行要求，除了小微型車輛，其他所有類別車輛的裝載質量基本均為半載試驗，燃油汽車按照車型類別進行分類，對于M1 和2 t 以下N1 類車型，電動汽車和燃油汽車的試驗質量基本一致，對于M2、M3 及2 t 以上的N 類車型，差異較大，電動汽車為裝載質量的50%，燃油汽車的試驗質量客車為65%，其他為滿載。

爬坡試驗試驗質量相同，均為最大設計總質量。

電動汽車動力性能試驗質量和電動汽車能耗性能試驗質量對比見表2。

表2 動力性能和能耗試驗質量

電動汽車動力性能和電動汽車能耗試驗在早期的標準中起質量加載是相同的，隨著電動汽車能耗標準的升級（GB/T 18386.1、GB/T 18386.2），電動汽車能耗標準試驗質量要求逐漸與燃油汽車能耗試驗的保持協調一致，導致當前電動汽車動力性能和電動汽車能耗試驗試驗質量要求不同。

2.2 試驗順序分析

電動汽車依據順序安排試驗，所有性能試驗在2 天內完成，燃油汽車對試驗順序和時間沒有明確規定。

表3 試驗順序對比

由于當前各種車型動力電池的電量不同，按照同一個試驗順序進行，一些大電量電池的車型在一天無法完成放電，一些小電量且能耗高的車型在第二天的試驗中電量不足以完成所有的試驗的情況，試驗操作存在困難。經過大量試驗表明，大多數車輛在電量報警前，電量多少對動力性能的影響非常小，蓄電池放電和記錄行駛里程與動力性試驗方法無關。

2.3 試驗項目分析

當前電動汽車動力性能試驗項目和燃油汽車動力性能試驗項目相比見表4。

表4 試驗項目對比

電動汽車和燃油汽車的動力性能試驗方法有較大差異，相關差異及試驗現狀問題主要表現如下：

最高車速試驗：電動汽車分為30 min 最高車速試驗及1 km 最高車速試驗兩項試驗，燃油汽車僅有一項最高車速試驗。在具體試驗過程中，對于試驗道路的選擇上，兩者在測量長度和坡度的要求不同。單一方向試驗程序規定試驗進行2 次，試驗結果取兩次的平均值，由于單方向試驗受坡度及風速影響較大，兩次試驗得到的結果置信度較差。

加速試驗：電動汽車加速性能試驗方法規定的加速區間主要集中在中低速，不能完全體現目前電動汽車的加速性能水平，加速試驗分為起步加速和超越加速試驗，對于起步加速試驗，電動汽車（M1、N1 類車型）要求測試試驗車輛由靜止加速到50 km/h 所需要的時間，對于燃油汽車來說，需要試驗車輛由靜止加速到100 km/h，同時，還需測試從0 全加速通過400 m 的時間。對于超越加速試驗，電動汽車（M1、N1 類車型）要求從測試試驗車輛由5 080 km/h 加速到80 km/h 所需要的時間，對于燃油汽車來說，需要測試試驗車輛由60 km/h 加速到100 km/h 所需要的時間。電動汽車加速試驗起始和結束車速誤差規定為±1 km/h，數據處理時會造成試驗車速區間不一致、起始點或結束點缺失的問題，加速試驗操作上一致性不容易保證，往返各一次取算術平均值，數據的置信度偏低。

爬坡試驗：電動汽車分為爬坡車速試驗及坡道起步能力試驗，燃油汽車主要為規定坡道爬坡和最大爬坡度項目。電動汽車坡道起步能力試驗對測量區和起步區的表述不夠清晰，車輛起步階段的操作要求沒有進行詳細的規定。

2.4 試驗場地分析

電動汽車動力性能試驗場地按照要求可以選擇在場地進行也可以通過臺架進行，跟燃油汽車試驗方法中試驗場地相比如表5。

表5 試驗場地對比

電動汽車部分試驗可以選擇道路或者臺架進行，燃油汽車按照規定在道路上進行。電動汽車動力性能試驗對于試驗道路條件規定了直線跑道和環形跑道的道路要求，但未對試驗坡道的道路條件進行規定，試驗的準確性和一致性難以保證。實際上當前動力性的所有試驗均可通過臺架來試驗，臺架試驗結果與道路試驗基本相同。

2.5 與國際上動力性能試驗方法比較

我國電動汽車動力性能試驗方法參照國際ISO 8715 標準而來，適用范圍增加到M2、M3、N2、N3 類純電動汽車，試驗方法基本上保持一致。

3 動力性能試驗方法優化

3.1 優化原則

（1）電動汽車和燃油汽車的動力性能試驗方法協調。

（2）反映當前電動汽車動力性能的實際水平，符合未來行業的發展趨勢。

（3）試驗條件明確、試驗流程及方法更加科學、完善。

（4）測試結果的可重復性與準確性。

3.2 優化方向

根據對電動汽車動力性能試驗方法的分析，按照優化原則，探索如下的試驗方法的優化方向：

（1）試驗質量方面，電動汽車最高車速、加速性能試驗的試驗質量與對應車型的能耗試驗的試驗質量保持一致，爬坡試驗按照最大設計總質量。

（2）取消試驗順序要求，取消蓄電池完全放電和蓄電池40%放電試驗項目，適當調整試驗前SOC 狀態。

（3）電動汽車加速性能試驗方法增加大眾認可度高的0 km/h～100 km/h，60 km/h～100 km/h、0～400 m 的加速區間測試，更全面地考核車輛的加速性能。

（4）參照燃油汽車，電動汽車增加最大爬坡度試驗方法，完善對車輛爬坡能力的考核。

（5）對最大爬坡度和坡道起步試驗方法細化，并引進爬坡成功條件。

（6）修改車速誤差范圍，試驗次數建議與傳統車保持一致。

（7）電動汽車動力性的各項試驗方法可選擇道路上或者底盤測功機上進行。

4 結論

文章通過對電動汽車動力性能試驗方法進行介紹，并對電動汽車與燃油汽車的動力性能試驗方法進行比較分析，結合當前試驗開展過程存在的問題，探討試驗方法的優化方面，有助提升動力性能評價水平，為純電動汽車的研發試驗提供有效的指引。