基于駕駛行為特性的純電動(dòng)客車降耗研究

王曉慧 翁景堅(jiān)

摘? 要：本文利用中國典型城市公交循環(huán)工況（CCBC）和中國汽車行駛工況（CHTC-B）來模擬起始地與目的地之間駕駛特性和道路交通情況導(dǎo)致的工況車速差異，以8.5米的城市客車為研究對(duì)象，對(duì)于Cruise仿真分析結(jié)果和底盤測功機(jī)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，并基于數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，得到擬合曲線，研究分析車輛行駛時(shí)對(duì)純電動(dòng)城市客車的能耗影響因素，研究表明平均車速和加速度差異是影響純電動(dòng)客車能耗的主要影響因素，最后基于CCBC工況和CHTC-B工況模擬下的駕駛行為差異，表明良好的駕駛行為對(duì)8.5米純電動(dòng)客車的能耗有15%左右的提升。

關(guān)鍵詞：駕駛行為特性;擬合關(guān)系曲線;加速度;純電動(dòng)城市客車;降耗

中圖分類號(hào)：U463? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-0105（2021）01-0073-05

Research on Reducing Power Consumption of Electric Bus Based on Driving Behavior Characteristics

WANG Xiao-hui， WENG Jing-jian

（Zhejiang Industry & Trade Vocational College， Wenzhou，325003，China）

Abstract：? In this paper， CCBC and CHTC-B are used to simulate the driving characteristics between the starting point and the destination and the driving speed difference caused by road traffic conditions. Taking 8.5 m city bus as the research object， the cruise simulation analysis results and chassis dynamometer test results are compared， and curve fitting is conducted based on the data. This paper studies and analyzes the influence factors of the energy consumption of pure electric city bus when the vehicle is running. The research shows that the average speed and acceleration difference are the main factors affecting the energy consumption of pure electric bus. Finally， based on the driving behavior difference under CCBC and CHTC-B working conditions， it shows that good driving behavior can improve the energy consumption of 8.5m pure electric bus by about 15%.

Key Words：? driving behavior characteristics; fitting relationship curve; acceleration; pure electric city bus; consumption reduction

新能源汽車相比于傳統(tǒng)的燃油車具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢，在國內(nèi)相關(guān)政策的推動(dòng)下，我國的新能源汽車正處于高速發(fā)展階段，尤其是純電動(dòng)汽車。而純電動(dòng)城市客車作為其中一員，身為城市中大眾出行利器的它，其性能備受市場關(guān)注。純電動(dòng)城市客車的性能主要可以分為動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能，目前關(guān)于純電動(dòng)城市客車經(jīng)濟(jì)性能的研究主要集中于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)合理的選型匹配、驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的效率優(yōu)化、制動(dòng)能量回饋策略的優(yōu)化以及整車其他用電部件控制策略的優(yōu)化等方面，但目前關(guān)于駕駛特性對(duì)純電動(dòng)城市客車經(jīng)濟(jì)性的影響研究相對(duì)較少，而駕駛特性的差異對(duì)純電動(dòng)城市客車經(jīng)濟(jì)性能的影響很大。

駕駛特性是指駕駛員在對(duì)路況信息處理過程中所表現(xiàn)出來的自身感知、判斷及操作特性[3]。根據(jù)駕駛特性將駕駛員分為傾向于超速、超車行駛并保持較小車間距的激進(jìn)駕駛員和較少超速超車行駛并保持較大車間距的謹(jǐn)慎駕駛員兩類[4]。

一、基于Cruise仿真的駕駛行為能耗影響分析

在相同的始發(fā)地和目的地之間，即使車輛在城市間的運(yùn)營線路相同，但受行駛環(huán)境的影響所導(dǎo)致駕駛特性的差異會(huì)使得車輛的能耗有較大的差異。駕駛特性的差異主要體現(xiàn)在加速度的差異、減速度的差異、停車次數(shù)的差異、行駛車速的差異等。因此選用中國典型城市公交循環(huán)工況（CCBC）[1]和中國城市客車行駛工況（CHTC-B）[2]，基于Cruise仿真比較兩個(gè)工況不同加減速度強(qiáng)度下純電動(dòng)城市客車的能耗差異，從而影射為駕駛特性的差異對(duì)純電動(dòng)客車的能耗影響。

為了進(jìn)一步對(duì)比兩個(gè)工況加減速度頻次和差異，將加減速度進(jìn)行分區(qū)分別并統(tǒng)計(jì)不同工況下不同加減速度的頻次。由于行駛過程中受阻力的影響，即使在勻速行駛過程中車輛的車速也存在正常的波動(dòng)。因此，本文按照以下方法定義車輛行駛狀態(tài)：

（1）-0.2m/s2

[R2=0.9755]

式中：y為能耗，x為制動(dòng)能量回收率。

[y=8.2846x2+3.7594x+1.1762]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

[R2=0.8332]

式中：y為制動(dòng)能量回收率，x為加速度負(fù)變化率。

通過擬合后的關(guān)系曲線可知R2>0.8，這說明數(shù)據(jù)的回歸性較好，能夠清晰地表現(xiàn)出制動(dòng)能量回收率與能耗以及加速度負(fù)變化率與制動(dòng)能量回收率的變化關(guān)系。由圖4可知隨著制動(dòng)能量回收率的增大，純電動(dòng)客車的能耗更優(yōu);由圖5可知隨著加速度負(fù)變化率的減小，純電動(dòng)城市客車的制動(dòng)能量回收率增大。

綜合分析得出相比于CCBC工況，CHTC-B工況試驗(yàn)過程中需要駕駛員快、大深度的踩踏加速踏板和制動(dòng)踏板，而這樣的過程將直接導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)能耗增加。因?yàn)殡姍C(jī)制動(dòng)能力的限制，減速過程氣制動(dòng)介入的程度更大、導(dǎo)致制動(dòng)過程中電機(jī)回收的能量減少;同時(shí)氣泵需更頻繁的工作，導(dǎo)致氣泵的電耗增加。而這反向應(yīng)用說明了當(dāng)同一運(yùn)營路線下，駕駛員的駕駛行為差異對(duì)純電動(dòng)客車的能耗有較大的影響。

四、結(jié)論

1.隨著制動(dòng)能量回收率的增大，純電動(dòng)客車的能耗更優(yōu);隨著加速度負(fù)變化率的減小，純電動(dòng)城市客車的制動(dòng)能量回收率增大。即駕駛員在行駛過程中如果擁有良好的駕駛習(xí)慣，這體現(xiàn)在駕駛過程中不存在頻繁急加速和急減速的情況下有利于純電動(dòng)客車的運(yùn)營能耗。

2.基于兩個(gè)工況下的對(duì)比可知CHTC-B工況路譜相比CCBC工況路譜的主要差異在于加速度值和加速度變化率，而這兩點(diǎn)轉(zhuǎn)化為實(shí)際車輛行駛意味著CHTC-B工況需要駕駛員存在頻繁的急加速與急減速的情況，該駕駛行為將會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)能耗的增加，制動(dòng)能量回收率的下降以及使得氣泵需要更頻繁的工作，從而導(dǎo)致純電動(dòng)客車的運(yùn)營能耗增加。

3.基于CCBC工況和CHTC-B工況模擬下的駕駛行為差異，表明良好的駕駛行為對(duì)8.5米純電動(dòng)客車的能耗能有15%左右的提升。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：武長河）