純電動汽車高寒續駛里程道路試驗研究

摘 要：純電動汽車的技術愈發成熟，應用規模和市場保有量持續上升。但是，高寒環境下的續駛里程衰減問題依然為用戶帶來了嚴重焦慮。對此，本文基于GB/T 18386.1-2021 電動汽車能量消耗量和續駛里程試驗方法 第1部分：輕型汽車，充分考慮高寒地區的道路條件和氣象條件，創新性地開發了一套純電動汽車高寒續駛里程道路試驗方法，并選取6款在售的純電動汽車，開展試驗研究和結果分析。經試驗驗證，該方法具備較好的試驗一致性和可操作性，能夠為整車企業的高寒研發工作以及行業內相關機構的高寒測評活動提供有效指導。

關鍵詞：純電動汽車 續駛里程 高寒環境 道路試驗

隨著純電動汽車的技術愈發成熟，純電動汽車的應用規模持續擴大、市場保有量穩步上升。但是，在寒冷環境中，由于電池性能下降、空調能耗增加等原因，純電動汽車的實際續駛里程往往會出現明顯的衰減情況，導致駕乘人員陷入嚴重的里程焦慮，直接關系到消費者的用車體驗[1]。

目前，相關機構已開展了大量的純電動汽車低溫續駛里程的測試和評價工作，集中在實驗室即轉鼓環境艙內，最低溫度達到-7℃或-10℃，但對于在極端高寒環境下的實際道路試驗研究較少[2]。此外，雖然多家媒體機構多次組織在高寒地區的性能測評活動，但測試方法的專業性和測試過程的一致性有待提升，飽受行業質疑[3]。

因此，本文參照《GB/T 18386.1-2021 電動汽車能量消耗量和續駛里程試驗方法第1部分：輕型汽車》[4]，充分考慮試驗的一致性和可操作性，創新性地開發了一套適用于在高寒地區開展的純電動汽車續駛里程道路試驗方法，并選用6款純電動汽車開展試驗驗證與分析。

1 試驗條件

1.1 試驗車輛

（1）試驗車輛應狀態良好，更換符合高寒環境的油液及雪地胎，輪胎充氣壓力應符合該車技術條件。

（2）試驗質量為試驗車輛的基準質量、選裝裝備質量及代表性負荷三者之和。其中基準質量為整備質量加上100kg，選裝裝備質量為在生產企業技術條件規定的標準車輛裝備之外，可由客戶選購的生產企業負責提供的車輛裝備的質量，代表性負荷為車輛最大負載的15%。

（3）試驗車輛可根據汽車生產企業或其授權代理者需求進行磨合，并保證機械狀況良好，同時應在安裝動力電池的條件下磨合一定的里程，該里程需大于300km，同時應使動力電池至少經歷一次從滿電直至荷電狀態（State of Charge，SOC）最低值的過程。

1.2 試驗設備

試驗采用的關鍵設備分別為駕駛員輔助系統、綜合氣象儀、數據采集儀和溫度傳感器。駕駛員輔助系統能夠以視覺及語音的形式對駕駛員進行駕駛提醒，以確保車輛能夠按照設定工況進行行駛；綜合氣象儀用于監控試驗過程中的氣溫、風速等環境參數；數據采集儀和溫度傳感器的作用是監控試驗過程中車輛內部的溫度情況。

溫度傳感器的布置位置具體如下：在前排座椅每個乘員座布置溫度測量點，布點位置具體見圖1。對于縱向可調節的座椅，應使其位于行程的中間位置或最接近于中間位置的向后位置鎖止，對于高度可以單獨調節的座椅，應調整至汽車生產企業設計位置或最低位置，座椅靠背角應調整至汽車生產企業設計角度或從鉛垂面向后傾斜25°的位置。

1.3 試驗環境

試驗應避免在雪、霧天氣下開展；試驗過程中平均風速應≤5m/s。浸車及試驗期間的環境溫度應低于-10℃。浸車可選擇室外實際環境或室內環境艙，環境艙內浸車的溫度應為高寒地區冬季夜間的平均氣溫中位值-25℃，允許偏差為±3℃。

1.4 試驗場地

為保證試驗行駛工況的可控性，試驗所選用的測試道路為封閉的雪高速環道，各方向坡度≤1%，雪面壓實指數為75-85，應符合《T/CSAE 153-2020 汽車高寒地區環境適應性試驗方法》[5]中對路面條件的要求。

1.5 試驗工況

試驗的行駛工況選用由中國輕型汽車行駛工況（China Light-duty Vehicle Test Cycle-Passenger，CLTC-P）穩態轉化后的道路試驗行駛工況，道路試驗行駛工況曲線見圖2。

CLTC-P工況與道路試驗行駛工況的特征參數對比見表1，每個工況循環的時長由1800s縮減為900s，里程由14.48km縮減為7.5km，各特征參數的誤差≤2%，有效保持了行駛工況的一致性。在試驗過程中，車輛實際速度和試驗工況規定的速度之間的允許公差為±5km/h，且每個工況循環中，允許超出公差范圍的累計時間，應不超過45s。

2 試驗步驟

2.1 動力電池的放電

動力電池放電應在公開道路進行，應放電至表顯SOC最低值，即表顯SOC為0或剩余續駛里程為0。

2.2 動力電池的充電

充電應在室內進行，采取交流充電方式，充電功率應不高于42kW，中途不能發生斷電，不能啟動特殊充電程序。當試驗車輛儀表或充電樁顯示電池已完全充電時，判定為充電完成。

2.3 浸車

充電完成后立即將試驗車輛運輸至環境艙內浸車，浸車時長為12±0.5小時。浸車過程中，不應采取斷開低壓蓄電池等特殊停放程序。

2.4 空調設置

試驗開始時，空調溫度設置為最高，吹腳、吹玻璃組合模式，空氣循環開關置于外循環，使車內溫度測量點的平均溫度盡快達到20℃以上，之后直至試驗結束，該平均溫度應保持在20℃-24℃的范圍內。此外，車輛的中排、后排出風口應全程關閉。

從車內溫度測量點的平均溫度首次達到20℃開始，試驗員在車輛怠速時根據平均溫度判斷是否需要調節空調溫度設置，使車內溫度測量點的平均溫度盡量保持在20℃-22℃的范圍內。若平均溫度＞24℃，則每次將溫度設置減小1℃，若平均溫度＜20℃，則該次溫度設置的增加值為：當前平均溫度距離22℃的差值。

2.5 其他功能設置

座椅加熱及方向盤加熱功能全程保持關閉；制動能量回收模式為中等；駕駛模式選擇主模式或可跟隨工況曲線的模式。

2.6 試驗行駛

浸車結束后，將車輛快速運輸至試驗場地，并完成車輛設置，按照圖2規定的道路試驗行駛工況在雪高速環道進行重復行駛，直至試驗車輛車速無法跟隨工況曲線或試驗車輛內溫度無法保持在20℃-24℃，此時由駕駛員輔助系統所記錄的行駛里程即為車輛的高寒續駛里程。

試驗開始后至試驗結束，全程保持車窗關閉，主駕車門允許每完成6個工況循環開閉一次，用于駕駛員的換乘，單次開啟時間應不超過20s。

3 試驗研究

3.1 試驗車輛

試驗選用了6款在售的純電動乘用車，車輛類別具體見表2。

3.2 試驗地點

試驗在中汽中心牙克石冬季汽車試驗場的雪高速環道進行，環道全長3km，全景圖見圖3。該試驗場位于大興安嶺西麓，湖面平整穩定，冬季的平均氣溫低且持續時間長、風速小。

3.3 試驗結果

按照道路試驗行駛工況進行行駛，獲得車輛的高寒續駛里程，并計算續駛里程保持率，具體試驗結果見表3。其中，續駛里程保持率是指高寒續駛里程與車輛公告中標稱的CLTC-P續駛里程的比值。車輛公告中標稱的CLTC-P續駛里程所依據的測試標準為GB/T 18386.1-2021。

平均氣溫和續駛里程保持率的分布情況見圖4，從該6款車的試驗結果可知，整體趨勢為當溫度越低時，續駛里程保持率越低。此外，當平均氣溫低于-15℃時，保持率低于40%，平均氣溫低于-20℃時，保持率低于35%，平均氣溫低于-25℃時，保持率低于30%。

4 結語

本文所開發的純電動汽車高寒續駛里程道路試驗方法，在測試流程上與GB/T 18386.1-2021保持一致，同時考慮到道路試驗的特點，做出相應的調整。其中，將適用于轉鼓環境艙內的行駛工況轉化為了道路試驗行駛工況，并將對于空調的實時調節調整為怠速段間歇調節。經試驗驗證，該方法具備較好的一致性和可操作性。

基于6輛純電動汽車的試驗驗證結果，當平均氣溫低于-15℃時，續駛里程保持率低于40%，平均氣溫低于-20℃時，續駛里程保持率低于35%，平均氣溫低于-25℃時，續駛里程保持率低于30%。從結果可知，純電動汽車在高寒環境下的續駛里程衰減問題仍然突出，遠低于消費者的期望，整車企業應繼續在電池技術、空調技術、能量管理策略等方面開展研究工作，著力突破當前的發展瓶頸。

參考文獻：

[1]于旭東，徐爽，李科迪.低溫環境對純電動汽車續駛里程的影響因素研究[J].汽車電器，2023（02）：1-3+6.

[2]何嘉俊，李路，趙智超，等.純電動汽車在不同環境溫度下的WLTC工況續駛里程影響因素研究[J].汽車實用技術，2024，49（11）：33-39.

[3]何俊南，閆美如，李偉，等.汽車高寒性能測評：現狀與思考[J].時代汽車，2023（04）：4-6.

[4]國家標準化管理委員會.電動汽車能量消耗量和續駛里程試驗方法第1部分：輕型汽車：GB/T18386.1-2021[S].北京：中國標準出版社，2021.

[5]中國汽車工程學會.汽車高寒地區環境適應性試驗方法：T/CSAE153-2020[S].北京：中國標準出版社，2020.