纯电动车环境温度变化续驶里程性能分析

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1、纯电动车环境温度变化续驶里程性能分析李丽、童荣辉、康飞、朱翔宇（上海汽车集团股份有限公司技术中心，安研路201号）摘要：本文揭示了纯电动车续驶里程随温度变化趋势，从三个方面分析温度影响整车能耗的表现及原因，详细阐述了不同温度下的整车内阻、空气阻力和电池充放电能力，并将纯电动车与传统车进行对比，从节省能耗角度出发，提出提高续驶里程的方法。关键词：续驶里程纯电动车整车内阻温度主要软件：AVLCRUISE1.前言电动汽车以其清洁和可再生能源的优势，并由于传统汽车的能源和环境问题的日益突出，使得对于电动汽车的研究，商业化和产业化处于日渐重要的地位。但由于车载能源（电池）的比能量与石油燃料相比差距很

2、大，使得电动汽车一次充电的续驶里程较短，而且容易受到环境温度的制约，再加上基础设施问题，使得电动车的普及存在很大困难。当前国内外对于纯电动车续驶里程的定义一般都是基于常温来确定，在电动车实际普及过程中，绝大多数客户都没有意识到环境温度对电动车续驶里程的影响是非常大的。对不同温度下纯电动车续航能力的表现，目前业内普遍认为主要是由动力电池性能衰减造成的，而对其他的影响因素没有过多的关注，本文基于公司全新平台的纯电动车性能开发工作，分析发现，多种因素直接或者间接影响了纯电动车续驶里程随温度变化的趋势，在车辆实际开发过程中，我们通过理论仿真分析和各种试验验证并量化了各因素对于纯电动车续驶里程随温度

3、变化的影响，对将来的开发提供了大量的数据和经验指导。2.整车续驶里程关键影响因素分析为了系统的分析温度对于纯电动车续驶里程的影响，结合纯电动车动力系统特性及传统车辆燃油经济性开发过程中的经验，我们发现以下因素对纯电动车续驶里程随温度变化的有关键影响：图1续驶里程环境温度影响因素我们将纯电动车续驶里程环境温度影响因素定义为两大类：被动影响因素和主动影响因素，其中被动影响因素包括环境温度变化下整车动力电池的性能变化，整车内阻的变化以及整车空气阻力的变化；主动影响因素主要是整车电负荷的变化，在环境温度变化下空调系统的制冷及制暖能量消耗对整车续驶里程有着直接的影响，但这一部分影响基于不同的客户需求

4、它的影响也是不同的。为了客观的衡量温度对整车续驶里程的影响，本文将着重对被动影响因素进行分析。2.1整车动力电池随温度变化的影响当前用作纯电动车驱动的动力电池主要有铅酸电池和锂电池，而锂电池又是当今国内纯电动乘用车的主要动力源。由于存在化学反应，电池内阻会随着环境温度产生相应的波动，从而造成电池放电能力的变化，通过大量的动力电池子系统的试验我们发现本公司车型动力电池放电性能呈以下曲线波动：图2电池放电性能分析2.2整车内阻随温度变化的影响整车内阻随温度变化的影响主要通过整车传动系以及轮胎来实现，其中整车传动系又有如驱动半轴、轮毂轴承在不同温度下由于润滑系统特性变化引起阻力的波动；还有制动系

5、统如制动鼓、制动盘及摩擦片之间配合由于温度变化引起的材料热胀冷缩而到导致的托滞力矩的波动；最后是轮胎滚动阻力，在不同温度下，橡胶材料的弹性滞后损失差别较大，不同的轮胎材料配方不一样，温度对其性能影响也不一样，随着温度的降低，轮胎的抗湿滑性能提高，附着力变大，滚阻变大。所有以上因素的影响可以通过整车内阻试验测试（VehicleLossTest）来进行分析得出，通过整车内阻测试（VehicleLossTest）我们发现，整车内阻随温度变化也产生了非常大的波动，在0度和25度下，本公司纯电动车内阻值达到了30%以上的差异。图3整车高低温内阻表现究其原因，通过各单项拆解对比测试我们发现其中的主要阻

6、力源来自轮胎，其贡献了大约25%的阻力增加，其余的如传动轴及轴承阻力贡献了2-5%，制动系统贡献了1%。2.3整车空气阻力随温度变化的影响整车空气阻力随温度变化的影响主要是空气密度的变化和湿度的差异，一般来说，温度越低，空气阻力越大，湿度越大空气阻力也越大。N6005004003002001000020406080100VehicleSpeed(Km/h)0度25度图40°C和25°C的滑行曲线对比3.纯电动车不同温度下续驶里程计算模型搭建基于前面分析的纯电动车不同温度下续驶里程的影响因素分析，为了综合了解这些因素对整车续驶里程最终的数值变化影响，我们搭建了Cruise仿真模型并进行了计算

7、。3.1模型搭建方法对于续驶里程的计算我们统一使用NEDC工况来进行计算，纯电动车Cruise模型搭建参数输入相对传统车最关键的变化就是动力总成，由发动机变速箱更换成电机和电池，在搭建过程中关键要考虑各子系统模型的策略及参数输入：动力电池SOCwindow动力电池不同温度下的电池充放电曲线不同温度下的电池充放电内阻曲线驱动功率扭矩特性曲线驱动系统Cruise续驶里程计驱动系统效率特性曲线算模型整车整车不同温度下滑行曲线整