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基于中国工况的轻型新能源汽车能耗测试方法研究

邢洁勤  
【摘要】:燃料及电量消耗量(以下简称“能耗”)是评价新能源汽车的核心指标。符合我国实际道路行驶状况的能耗测试方法,是车辆性能标定、优化和能耗认证的基础,对我国节能减排战略的实施具有重大的意义。多年来我国对新能源汽车的能耗认证一直沿用欧洲的NEDC(New European Driving Cycle)工况,但多年实践发现以NEDC工况为基准所优化标定的汽车,实际能耗与法规认证结果偏差越来越大。为了解决检测工况的问题,中国汽车技术研究中心牵头组织行业开发了中国工况,经验证中国工况更加符合中国实际。除测试工况外,大量数据显示,我国当前法规的测试条件过于理想化,没有考虑载重、温度、空调开启等实际驾驶状况对能耗的影响。本文选取某轻型纯电动汽车和某轻型插电式混合动力汽车作为参考样车,运用仿真分析的方法,从整车各部分能量损失的角度,探究了不同的测试工况和测试条件对轻型新能源汽车能耗的影响。具体研究内容如下:(1)对纯电动汽车动力系统的关键部件进行选型与参数匹配,在AVL Cruise软件中搭建整车模型,并进行整车性能仿真,验证模型的合理性;在Cruise中仿真分析了NEDC、WLTC(Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle)以及中国工况对纯电动汽车续驶里程和能耗的影响;结合工况特征参数,详细分析了行驶工况对整车各部分能耗以及动力部件工作效率的影响,揭示了行驶工况对能耗影响规律的内在机理。研究结果表明:在中国工况下续驶里程最长,能耗最低,在WLTC工况下续驶里程最短,能耗最高;克服空气阻力的能耗低以及较好的制动能量回收效果是中国工况下续驶里程长、能耗低的主要原因。(2)基于中国工况,探究了加载质量、环境温度以及空调开启三种测试条件对纯电动汽车续驶里程和能耗的影响,研究结果表明:加载质量越大,续驶里程越短,能耗越高;相比于常温不开空调,高温空调开启时,续驶里程下降15%,能耗增加17%,低温空调开启时,续驶里程下降31%,能耗增加44%。(3)确定了插电式混合动力汽车模式切换条件,在Simulink中搭建基于规则的整车控制策略;根据样车参数,在Cruise中搭建整车模型,并进行整车性能仿真,验证整车模型和控制策略的合理性;在Cruise中仿真分析NEDC、WLTC以及中国工况对插电式混合动力汽车纯电续驶里程以及电量下降阶段能耗的影响;基于中国工况,仿真分析了加载质量对插电式混合动力汽车电量下降阶段能耗的影响。


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