電動(dòng)汽車的技術(shù)發(fā)展是汽車行業(yè)重要趨勢(shì)，純電動(dòng)汽車整車能量消耗量與續(xù)駛里程是衡量其技術(shù)水平的重要指標(biāo)，汽車能量流測(cè)試優(yōu)化是提升整車經(jīng)濟(jì)性的重要手段，也是電動(dòng)車經(jīng)濟(jì)性開發(fā)的關(guān)鍵核心技術(shù)。在汽車經(jīng)濟(jì)性開發(fā)過(guò)程中，基于能量守恒定律對(duì)能量流進(jìn)行分解分析，對(duì)優(yōu)化整車節(jié)能具有指導(dǎo)性意義。

1、純電動(dòng)汽車能量流測(cè)試

以汽車整車為封閉系統(tǒng)，其能量來(lái)源主要是電網(wǎng)，混合動(dòng)力汽車的能量可來(lái)源于各類燃料加注器、太陽(yáng)能電池板等。能量的耗散則主要為機(jī)械能轉(zhuǎn)換裝置、車身電器、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、輪邊的風(fēng)阻損耗與滾阻損耗等。

整車能量流測(cè)試可以獲得整車到部件的能耗分布，解析能量管理策略，評(píng)估先進(jìn)能量熱量管理架構(gòu)的節(jié)能效果。通過(guò)對(duì)車輛構(gòu)型分析、能量管理策略優(yōu)化、總線信號(hào)解析及關(guān)鍵部件傳感器安裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛高壓系統(tǒng)、低壓附件系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)等能量流分析，對(duì)提升整車能耗水平具有重要意義。

電動(dòng)汽車的能量傳遞主要涉及三條路徑，分別是充電路徑、放電路徑以及能量回收路徑。

純電動(dòng)汽車系統(tǒng)能量流

新能源汽車能量流測(cè)試分析目的：

全面了解車型能量消耗分布情況，優(yōu)化各部件的匹配，提升各部件運(yùn)行效率，為各部件的選型設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)；

提高系統(tǒng)的整體效率，以增加電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程。

2、純電動(dòng)車能量流測(cè)試技術(shù)及場(chǎng)景

目前，國(guó)內(nèi)開展的能量流測(cè)試，主要集中在法規(guī)工況測(cè)試，測(cè)試場(chǎng)景較為單一，測(cè)試項(xiàng)目不夠全面，與開發(fā)的貼合程度還有待提高，與國(guó)外先進(jìn)的汽車技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)開展的測(cè)試相比還有一定的提升空間，對(duì)基于整車的機(jī)械能、電能、熱能、控制策略等相關(guān)參數(shù)的測(cè)試還需進(jìn)一步研究和規(guī)范。

3、電動(dòng)汽車能流圖類型

（1）面向用戶的能流圖

目前，各車企均開發(fā)了簡(jiǎn)潔友好的用戶能流圖界面，可以讓汽車用戶快速便捷地理解車輛的能流狀態(tài)，顯示主要環(huán)節(jié)的能流工作狀態(tài)，包括充電、電池、電機(jī)、輪邊、風(fēng)扇和空調(diào)等主要子系統(tǒng)的能量流通狀態(tài)，便于用戶快速理解，但不適用于開發(fā)者相互交流。

純電動(dòng)汽車用戶界面能流圖

（2）汽車仿真測(cè)試能流圖

目前，汽車研發(fā)工程師使用的能流圖主要以箭頭流向?yàn)橹?，能流的大小決定箭頭符號(hào)的粗細(xì)，當(dāng)能流用于耗散時(shí)，則從側(cè)面用箭頭分布出去，各子系統(tǒng)在能流主體中表達(dá)，可提供瞬態(tài)能流方向和比例。該能流圖常用于混合動(dòng)力汽車能流開發(fā)中，制作過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，在快速生成報(bào)告或動(dòng)態(tài)觀察能流狀態(tài)時(shí)不夠方便快捷。

汽車仿真研發(fā)能流圖

（3）汽車研發(fā)能流圖

參與整車經(jīng)濟(jì)性開發(fā)的相關(guān)人員主要有仿真工程師、試驗(yàn)工程師、性能集成工程師電機(jī)工程師、電池工程師等。為了提高協(xié)作效率，對(duì)能流圖中的元素及其表達(dá)方式進(jìn)行規(guī)范，在能流圖中表達(dá)的信息主要有各子系統(tǒng)、各子系統(tǒng)之間的能流方向及能流強(qiáng)度。

汽車仿真研發(fā)能流圖來(lái)源《電動(dòng)汽車動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性性測(cè)評(píng)及優(yōu)化技術(shù)》

（4）臺(tái)架試驗(yàn)?zāi)芰鲌D

純電動(dòng)汽車常溫臺(tái)架試驗(yàn)?zāi)芰鲌D如下圖：

1）電池輸出端能量消耗量:表達(dá)了整車在行駛過(guò)的能量消耗量，電池的總放電量除以該值即為續(xù)駛里。

2）驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端能量消耗量:該參數(shù)綜合表達(dá)了車輛道路阻力機(jī)械損耗的強(qiáng)度，包括風(fēng)阻、滾阻、減速器與傳動(dòng)軸等機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的損耗。

3)電驅(qū)動(dòng)效率、電驅(qū)動(dòng)能量回收效率、電驅(qū)動(dòng)綜合效率:電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包含電機(jī)與電機(jī)控制器(MCU)，該子系統(tǒng)在能流圖表達(dá)中主要有4個(gè)接口，分別為直流母線至電驅(qū)動(dòng)、電驅(qū)動(dòng)至機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)至電驅(qū)動(dòng)、電驅(qū)動(dòng)至直流母線。

4)回收效能、回收比例、回收里程貢獻(xiàn)率:評(píng)價(jià)制動(dòng)能量回收性能的重要指標(biāo)及其測(cè)試方法眾多，從能流圖中可以獲得相關(guān)指標(biāo)。

純電動(dòng)汽車臺(tái)架試驗(yàn)?zāi)芰鲌D來(lái)源《電動(dòng)汽車動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性性測(cè)評(píng)及優(yōu)化技術(shù)》

4、總結(jié)及展望

隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)飛速發(fā)展，電動(dòng)汽車能耗水平是限制其快速發(fā)展的關(guān)鍵因素，開展基于整車能量流分析的車輛能耗因素研究，通過(guò)優(yōu)化與能耗相關(guān)的各個(gè)零部件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)或策略控制，對(duì)能量傳遞路徑上的各個(gè)零部件或系統(tǒng)及其相互關(guān)系進(jìn)行全局整合優(yōu)化，提升續(xù)航里程、降低整車電耗。

目前，針對(duì)新能源汽車能量流測(cè)試評(píng)價(jià)，需立足于3個(gè)關(guān)注點(diǎn)：

1）能量傳遞路徑：基于整車構(gòu)型、工況及工作模式，能量產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化以及傳遞過(guò)程；

2）能量損耗形式：對(duì)應(yīng)于能量傳遞路徑，各系統(tǒng)/部件所存在的能耗形式（“機(jī)-電-熱-液”）；

3）能量傳遞效率/損耗：量化評(píng)估以上各系統(tǒng)部件的實(shí)車能耗/效率水平。

但目前缺乏統(tǒng)一、完善的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)和規(guī)范相關(guān)的測(cè)試，急需制定相關(guān)的測(cè)試分析方法，幫助企業(yè)開發(fā)低能耗車型，推動(dòng)電動(dòng)車能耗水平的提升。由電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟提出，襄陽(yáng)達(dá)安汽車檢測(cè)中心有限公司牽頭研制的《輕型純電動(dòng)汽車能量流測(cè)試方法》CSAE標(biāo)準(zhǔn)已通過(guò)立項(xiàng)審查，現(xiàn)正式列入中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)研制計(jì)劃。