基于NEDC的純電動(dòng)汽車能量回饋標(biāo)定研究

袁林海 鐘日敏 黃祖朋

摘要： 能量回饋是提高純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程和經(jīng)濟(jì)性的最重要的方式之一。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)純電動(dòng)汽車進(jìn)行續(xù)駛里程和經(jīng)濟(jì)性測(cè)試時(shí)普遍采用的是NEDC工況。為此，在不影響駕駛員駕駛體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文對(duì)NEDC工況下的純電動(dòng)汽車能量回饋進(jìn)行了標(biāo)定和優(yōu)化，提升了純電動(dòng)汽車能量回收效率，增加了其續(xù)駛里程及經(jīng)濟(jì)性。

Abstract： Energy feedback is one of the most important ways to improve the driving range and economy of pure electric vehicles. At present， NEDC operating conditions are commonly used in China's testing of driving range and economy of pure electric vehicles. For this reason， on the basis of not affecting the driving experience of the driver， this article calibrates and optimizes the energy feedback of pure electric vehicles under NEDC operating conditions， improves the energy recovery efficiency of pure electric vehicles， and increases their driving range and economy.

關(guān)鍵詞： 純電動(dòng)汽車;NEDC;能量回饋;標(biāo)定

Key words： pure electric vehicle;NEDC;energy feedback;calibration

中圖分類號(hào)：U464.12? ? ? ? ? ?; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）18-0182-02

0? 引言

從19世紀(jì)末開始，汽車工業(yè)蓬勃發(fā)展，汽車保有量急劇上升。在傳統(tǒng)燃油車帶給人們出行便利的同時(shí)，由其產(chǎn)生的能源消耗、廢氣排放也給環(huán)境帶來(lái)不可逆的影響。隨著能源的日益枯竭、排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，傳統(tǒng)燃油車的發(fā)展將面臨極大的挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)燃油車相比，純電動(dòng)汽車采用電能作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，出行方式更加環(huán)保、節(jié)能，能夠很好地解決燃油車帶來(lái)的能源環(huán)保問(wèn)題[1]。相對(duì)傳統(tǒng)燃油汽車，續(xù)駛里程短是影響純電動(dòng)汽車廣泛應(yīng)用的主要原因之一[2]。由于現(xiàn)有電池技術(shù)發(fā)展比較緩慢，純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程在短期內(nèi)還很難得到巨大的提升，因此能量回饋技術(shù)對(duì)于提高純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程顯得尤為重要[3]，而通過(guò)對(duì)能量回饋扭矩進(jìn)行標(biāo)定，可以讓純電動(dòng)汽車的經(jīng)濟(jì)性能得到進(jìn)一步的提升。本文以某款純電動(dòng)汽車為研究對(duì)象，通過(guò)能量回饋的標(biāo)定使整車獲得較好的續(xù)駛里程和經(jīng)濟(jì)性能。

1? 純電動(dòng)汽車能量回饋

純電動(dòng)汽車能量回饋系統(tǒng)的主要部件如圖1所示，包括整車控制器（VCU）、動(dòng)力蓄電池、電池管理系統(tǒng)（BMS）、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器（MCU）、整車CAN通訊網(wǎng)絡(luò)、制動(dòng)踏板、油門踏板、ABS系統(tǒng)等。

純電動(dòng)汽車能量回饋的原理為：通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)將純電動(dòng)汽車減速過(guò)程中的機(jī)械能（位能、動(dòng)能）轉(zhuǎn)化成電能并儲(chǔ)存到動(dòng)力電池中，這些儲(chǔ)存的電能也可以直接供車上的其它高壓附件使用，達(dá)到節(jié)能和提高續(xù)駛里程的目的。

能量回饋可分為制動(dòng)回饋和滑行回饋兩種方式：

①制動(dòng)回饋：車輛在一定的車速和電池電量下，駕駛員在踩下制動(dòng)踏板時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)將產(chǎn)生的能量回收給動(dòng)力電池存儲(chǔ)起來(lái)，同時(shí)使車輛車速降下來(lái)。

②滑行回饋：與制動(dòng)回饋相似，駕駛員在不踩油門和制動(dòng)踏板的情況下整車處于滑行狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)對(duì)減速過(guò)程中的能量進(jìn)行回收。NEDC能量回饋的標(biāo)定主要是針對(duì)滑行回饋過(guò)程進(jìn)行標(biāo)定的。

2? NEDC循環(huán)

NEDC循環(huán)分為市區(qū)工況和市郊工況兩部分，一個(gè)NEDC循環(huán)由4個(gè)市區(qū)工況和1個(gè)市郊工況程序組成。整個(gè)NEDC循環(huán)理論試驗(yàn)里程為11.022km，試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為19分40秒[4]。圖2為一個(gè)完整的NEDC循環(huán)路譜圖，有0-15-0、0-35-0、0-50-30-0、0-60-35-0、0-60-70-120等幾個(gè)車速區(qū)間。NEDC能耗測(cè)試是按照標(biāo)準(zhǔn)《GBT 18386-2017電動(dòng)汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法》在轉(zhuǎn)轂上測(cè)試得到的。

3? 能量回饋標(biāo)定流程

能量回饋的標(biāo)定過(guò)程在轉(zhuǎn)轂上進(jìn)行，具體標(biāo)定流程如表1。

NEDC能量回饋標(biāo)定主要是通過(guò)調(diào)整回饋扭矩將滑行時(shí)的車速拉回標(biāo)準(zhǔn)車速范圍內(nèi)，目的是為了減少制動(dòng)踏板和加速踏板的干預(yù)，降低整車能量的消耗，提高NEDC續(xù)航里程。

NEDC能量回饋標(biāo)定方法：以圖3為例，當(dāng)車輛從速度V1滑行至V2時(shí)，綠色十字標(biāo)往右偏出界線，說(shuō)明此時(shí)車速偏大，給的回饋扭矩絕對(duì)值偏小，則需將V1對(duì)應(yīng)的回饋扭矩絕對(duì)值增加;反之，綠色十字標(biāo)往左偏出界線，說(shuō)明此時(shí)車速偏小，給的回饋扭矩絕對(duì)值偏大，則需將回饋扭矩的絕對(duì)值適當(dāng)減少。以此類推，其它車速段也按照相同的方法進(jìn)行標(biāo)定。

4? 標(biāo)定測(cè)試結(jié)果舉例分析

4.1 能量回饋標(biāo)定扭矩? 通過(guò)對(duì)NEDC能量回饋進(jìn)行標(biāo)定，得到某純電動(dòng)汽車的回饋扭矩（圖4），可以看到：

①低速段（5-20km/h）能量回饋的強(qiáng)度變化趨勢(shì)震蕩比較大;②中速（50-80km/h）能量回饋的強(qiáng)度變化趨勢(shì)趨于平穩(wěn)（150N/m左右）;③低速段（5-30km/h）能量回饋的強(qiáng)度整體比高速段（40-100km/h）強(qiáng)，低速段的能量回饋強(qiáng)度需結(jié)合實(shí)際駕駛體驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。

4.2 標(biāo)定前后經(jīng)濟(jì)性測(cè)試結(jié)果? 通過(guò)轉(zhuǎn)轂上NEDC能耗的測(cè)試，整車標(biāo)定前后經(jīng)濟(jì)性測(cè)試結(jié)果如表2。

可以看到，通過(guò)能量回饋的標(biāo)定，提升了純電動(dòng)汽車NEDC續(xù)駛里程和經(jīng)濟(jì)性能。

5? 總結(jié)

本文對(duì)能量回饋的系統(tǒng)組成、NEDC的循環(huán)工況、NEDC能量回饋的標(biāo)定流程以及標(biāo)定方法分別進(jìn)行了分析和研究。在NEDC的減速階段，通過(guò)能量回饋標(biāo)定，可以實(shí)現(xiàn)讓純電動(dòng)汽車以滑行的方式進(jìn)行減速，從而提升純電動(dòng)汽車在NEDC工況下的續(xù)駛里程和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李向宇，宋春華.電動(dòng)汽車能量回收發(fā)展研究綜述[J].裝備制造技術(shù)，2019（4）.

[4]GBT 18386-2017，電動(dòng)汽車能量消耗率和續(xù)駛里程試驗(yàn)方法[S].北京，2017.