纯电动汽车城市循环工况的研究

2017年第10期

时代农机

TIMES AGRICULTURAL MACHINERY

第44卷第10期Vol.44No.10

2017年10月Oct.2017

作者简介：杨阳（1989-），男，陕西武功人，硕士研究生，助教，主要研究方向：新能源汽车、汽车电控。

纯电动汽车城市循环工况的研究

杨

阳

(,712000)

摘要：如果纯电动汽车设计时依据的循环行驶工况与车辆的实际循环行驶工况相差较大时，则纯电动汽车实际的行驶性能达不到预期的设计性能，对于车辆的动力性能与经济性有较大的影响，所以车辆实际行驶工况对纯电动汽车的整车参数选取时是具有指导性作用。目前相对缺少对于纯电动汽车的城市循环工况研究，文章就对构建纯电动汽车城市循环工况的方法进行一些研究。

关键词：传统汽车；电动汽车；性能评估；循环工况

车辆行驶工况是用来描述某一类型车辆在指定行驶道路网下的车速时间历程，又称为汽车运转循环。车辆行驶工况的重要意义是能够相对准确地反映车辆在道路上的实际行驶状况。由于中国幅员辽阔，不同地区行驶工况差距较大，纯电动汽车的驱动行驶特性与传统汽车有着很大的差别。目前，我国对于传统汽车行驶工况的研究较多，例如北京、武汉、上海等，但对于纯电动汽车的循环行驶工况研究相对较少。

1城市循环工况的研究

实际循环行驶工况首先是对车辆原始试验数据的采集和分析调查，循环工况的构建利用统计方法。实际循环行驶工况表征一个特定区域的特定车辆的交通环境（如公共汽车，乘用车等车辆特征）速度时间历程。对于构建区域车辆循环行驶工况意义在于整车设计初期时提供车辆行驶工况主要参数，对于车辆的动力性和经济进行优化设计，并且同时作为在纯电动汽车能耗具体领域的研究。

目前根据工况的主要合成方法可以划分为两大形式：模态工况和瞬态工况。模态工况是在实际车辆行驶过程的基础上，从中提取相关联较大的主要成分进行工况构建，主要目的是对汽车的动力性与经济性进行评价与测算；瞬态工况是基于车辆在道路上完全真实行驶状况构建，代表实际工况。针对于某个国家或地区的标准工况主要是建立模态工况，对于需要研究车辆的整车动力性、经济性等的科研机构或企业则主要建立瞬态工况。

2国外行驶工况的研究

目前，循环测试标准工况主要为欧洲（EDC ）、美国（US-DC ）和日本（JDC）的三大体系，其他许多国家也直接使用这三个国家的标准循环工况。对于其他标准工况文章不做过多赘述，主要以美国行驶工况为例，描述循环测试标准工况的建立原则与方法。

美国工况最具代表性的是美国联邦认证程序（FTP ）工况系列，FTP72工况系列是美国环保局根据美国的道路行驶交通法和经过对美国众多州的实际行驶工况综合研究考虑首次确定的，即很多国家和科研机构经常引用的UDDS 工况。

UDDS 循环工况主要作用是对车辆行驶过程中的排放进行测量，其由两个循环行驶工况构成：0~505s 的冷态行驶工况和506~1370s 的稳态行驶工况。FTP72工况系列经过三年的试验验证，1975年美国环保局在原来的FTP72工况系列之上又加上了热浸车行驶工况（600s）和热态行驶工况（505s），由这四个循环行驶工况合成FTP75行驶工况。FTP75行驶工况主要是用于汽车热启动的排放认证。随着交通线路的不断完善和变化，美国环保局根据美国车辆的道路行驶数据发布了FTP 修订，以适应不断变化的交通状况。在此基础上增加了一些具有能够更实际反映交通状况的循环行驶工况，例如在FTP 行驶工况的基础上补充了SFPT （Supplement FTP ）行驶工况，考虑到交通道路不断变化又补充US06行驶工况和在空调开启的满负荷行驶下的C03行驶工况等等。

3高新城市循环工况构建实例

根据不同的行驶状况和交通条件，车辆的循环行驶工况构建目前主要基于以下4种方法：短行程分析法、定步长截取法、速度加速度矩阵分析法和马尔科夫方法。通过对以上行驶工况构建的方法研究，最终选取短行程分析法作为文章的循环行驶工况构建方法，如图1所示。

短行程主要是根据研究的行驶车辆不同进行不同的划分。乘用车短行程（或运动学片段）指的是汽车从一个怠速行程开始运动到下一个怠速行程的这段行驶里程，一般由一个怠速和一个行驶过程组成。根据公交车的行驶状况因素，因为公交车频繁启停，文章定义为从一个公交站点到下一个公交站点之间公交车的行驶过程，怠速行程和行驶过程通常在运行过程中是不确定的，受到道路交通状况和交通灯的影响。

短行程分析法的具体构建流程如下：①利用数据采集仪Race-Technology 采集车辆行驶过程中的实时数据；②利用MATLAB 编程进行站点运动区间的分割，获得短行程片段；③利用MATLAB 编程计算提取短行程特征参数值；④采用统计分析软件SPSS 对分割的众多短行程片段进行主成分分析和聚类分析，对短行程片段提取特征参数中的主成分及贡献率，实现降维处理；其次对具有代表性的低、中、高速行驶片段进行聚类；⑤根据不同短行程片段的数据、特征和各类片段在总体中所占比例，提取并重新合成满足目标工况长度要求的短行程片段，构建典型循环工况。

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机电技术使用与推广

（上接第54页）其成为汽车电子系统的一部分，能够有效缩短系统滞后时间，提升系统灵敏性。对于汽车系统而言，发动机点火控制和空燃比控制会对汽车发动机的整体性能产生很大的影响，为了使汽车的发动机系统得到优化，通过对数字信息处理器的应用，能够使汽车电子控制系统性能得到明显提升，在数字信息处理器的作用下，能够对汽车自身电子系统的运行信息和系统的运行情况信息进行综合分析，并及时反馈，使汽车系统得到优化。

（2）加强汽车装备与设施技术的研发。汽车装备与设施技术的研发与应用，主要目的在于提升汽车电子控制装置系统的性能。通常情况下，数字信息处理器会被应用汽车内的多个系统中，如防抱死控制系统、电动转向系统以及主动悬架控制系统等，例如，在数字信息处理器的作用下，可以实现对悬架控制系统的运行状态进行实时监控，及时获取其运行信息，而且可以在数字信息处理器的作用下可以完成对悬架系统的控制，进而使其始终保持良好的运行状态。再如，在数字信息处理器的作用下，可以提升汽车防抱死系统的稳定性，进而为汽车运行提供更多的安全保障。

（3）促进汽车内部设施数据通讯智能化。随着现代社会科技全面智能化的发展，要及时实现汽车内部设施数据通讯的智能化。数字信息处理器应用在汽车安全碰撞预警雷达，数字音频和视频设备、区域网络通信等等方面，在碰撞预警雷达应用，不管是通过超声波、红外线，或相机拍摄得到的数据，可以

完成对相关信息的及时收集、分析和反馈，并出现相应的安全预警，在完善汽车自身系统的同时，为用户提供良好的安全保障。由此可见，汽车内部设施数据通讯智能化在汽车电子控制中的应用具有独特的优势，在智能系统的作用下，使得汽车的稳定性、安全性及稳定性有了明显提升。另外，为了更好地促进汽车内部设施数据通讯智能化，可以加强智能芯片方面的技术研发与应用。

4结语

数字信号处理器在汽车电子控制中的应用，是汽车系统建设的重要内容之一，但是就目前的情况来看，在实际应用过

程中仍然存在很多不足之外，为此，必须通过新技术的研发与应用，使存在的问题得到有效克服。

参考文献

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（1）

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图1短行程瞬态工况构建流程图

图2循环工况速度-时间图

根据上述方法文章针对现实高新区运营的BYD-K9纯

电动城市客车的循环工况构建如图2所示。将具有代表性的站点运动区间合成为完整的西安市高新区公交车辆实际循环工况。西安市高新区公交循环工况时间———速度曲线如图2所示。

4结语

针对于目前对于纯电动汽车城市循环工况的研究相对缺乏的情况，文章以西安市高新区运营的BYD-K9纯电动城市客车作为研究对象，进行相应的实验数据采集分析、数据处理合成等，构建其循环行驶工况实例来研究关于纯电动汽车循环行驶工况的方法。

参考文献

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