基于2023 EB-PAC的新能源公交车性能评价与结果解析.pdf

客 车 技 术 与 研 究第 5 期 BUS&COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH No.5 2023收稿日期:2023-08-16。第一作者:赵永刚(1982),男,硕士;高级工程师;主要从事新能源汽车整车及核心部件技术研究、试验检测、缺陷分析、标准制修订等工作。E-mail:zhaoyonggang 。基于 2023 EB-PAC 的新能源公交车性能评价与结果解析赵永刚,尚志诚,张 超,司电成(招商局检测车辆技术研究院有限公司,重庆 401329)摘 要:介绍新能源公交车性能评价赛评价体系及其演变过程,基于 2023 EB-PAC 测试结果,分析比赛的各米组纯电动公交车在节能、续航、舒适性、动力性、EMC 等方面的平均水平,并为纯电动公交车的技术研发提供建议。关键词:2023 EB-PAC;新能源公交车;性能评价;结果解析中图分类号:U469.72 文献标志码:A文章编号:1006-3331(2023)05-0034-05Performance Evaluation and Result Analysis of New Energy City Buses Based on 2023 EB-PACZHAO Yonggang,SHANG Zhicheng,ZHANG Chao,SI Diancheng(China Merchants Testing Vehicle Technology Research Institute Co.,Ltd.,Chongqing 401329,China)Abstract:The authors introduce the evaluating system and evolution process for new energy city bus per-formance assessment competition,analyze the average level of energy-saving,driving range,dynamic per-formance,comfort,electromagnetic compatibility of different length buses in competition based on the test results,and give some suggestions on the technological development of pure electric city bus.Key words:2023 EB-PAC;new energy city bus;performance evaluation;results analysis 由交通运输部科学研究院、中国公路学会客车分会、中国道路运输协会城市客运分会、西部科学城重庆高新区管理委员会、招商局检测车辆技术研究院有限公司等单位联合主办的 2023 全国新能源公交车性能评价赛(EB-PAC)圆满落幕。该比赛自 2018 年首次举办以来,已成功举办四届,累积共有来自全国的50 家企业、80 款车型参赛。通过比赛测评,反映了近年来我国新能源公交车技术进步和质量提升情况1。本文结合 2023 年 EB-PAC 测试结果,分析比较新能源公交车在节能、续航、舒适性、动力性、EMC 等方面的平均水平和差异情况,并为新能源公交车的技术研发提供建议。1 评价项目演变历程经多年发展,结合公交车的应用场景,依据现行国家标准,逐步确定了节能、动力、续航、安全、舒适、EMC 等评价项目,完善了相关测试方法和测试设备,形成了 EB-PAC 评价体系2-3,相关评价项目演变过程见表 1。前三届相关评价项目主要变化详见参考文献3,2023 年的主要变化为:1)节能行驶工况方面。按 GB/T 38146.220194中国城市客车行驶工况(CHTC-B)行驶 32.9 km(6 个循环)。2)舒适性方面。增加 30 km/h 脉冲输入平顺性项目。433)电磁兼容性方面。2020 年为附加摸底项,不进行评分3;2023 年进行驾驶员处和后排座椅处的低频磁场发射强度最小裕量测试,并纳入评分体系。表 1 EB-PAC 评价项目演变过程年份节能续驶动力舒适安全EMC2018自定工况百公里电耗自定工况续驶里程爬坡时间0 50 km/h加速时间50 km/h匀速噪声-2019自定工况百公里电耗自定工况续驶里程爬坡时间30 60 km/h加速时间50 km/h匀速噪声-30 km/h 随机输入平顺性涉水安全-2020CHTC-B 工况百公里电耗CHTC-B 工况续驶里程爬坡时间30 60 km/h加速时间50 km/h匀速噪声0 50 km/h加速噪声40 km/h 随机输入平顺性涉水安全驾驶员头部 1 测点。测试 0 60 km/h 加速、40 km/h 低频磁场发射强度2023CHTC-B 工况百公里电耗CHTC-B 工况续驶里程爬坡时间30 60 km/h加速时间50 km/h匀速噪声0 50 km/h加速噪声40 km/h 随机输入平顺性;30 km/h 脉冲输入平顺性涉水安全驾驶员脚部 1 测点、后排3 测 点。测 试 0 60 km/h 加速、40 km/h 低频磁场发射强度2 赛事概况赛前对所有参赛车辆型号、车长、整备质量、轮胎气压、动力电池、生产企业、总储电量、驱动电机及整车绝缘报警信息等参数进行核查。按规定进行配载,57 m 车型装载 1.5 t;810 m 车型装载 2 t;10 m 以上车型按 3 t 装载。比赛所用测试设备及仪器均在检定/校准有效期内,测试设备主要包括车辆综合性能测试仪、汽车噪声测试系统、功率分析仪、温度计、振动分析仪和EMC 测试系统等。2023 年 7 月 16 日,来自全国各地的 11 家主流客车生产企业携 17 款各型新能源公交车参加了评价赛。赛前抽签确定参赛车辆出发顺序和测试小组。进行车内噪声、平顺性、加速性能、爬坡性能、涉水安全、EMC 性能、节能和续驶里程相关项目的比赛测试。3 综合性能评分规则根据节能、续驶、动力、舒适和 EMC 性能评价项目相关指标测试结果,对各单项性能进行评分。然后按表 2 的权重系数,进一步对车辆性能进行综合评分。表 2 评分权重分配表一级指标二级指标三级指标项目权重项目权重项目权重节能40%百公里电耗100%续驶20%续驶里程100%动力15%爬坡时间40%加速时间60%舒适20%匀速车内噪声加速车内噪声平顺性40%30%30%驾驶员耳旁噪声60%后桥上方噪声40%驾驶员耳旁噪声60%后桥上方噪声40%随机输入后桥上方座椅振动60%脉冲输入后桥上方座椅振动40%EMC5%匀速低频磁场发射强度加速低频磁场发射强度50%50%驾驶员脚部50%最后一排座椅位置50%驾驶员脚部50%最后一排座椅位置50%安全否决项涉水安全否决项53 第 5 期 赵永刚,尚志诚,张 超,等:基于 2023 EB-PAC 的新能源公交车性能评价与结果解析4 测试结果分析沿用上一届分析方法3,即通过对比各米组内车型测试结果的平均值、测试结果最大值与最小值的比值(简称“最大值/最小值”),来分析相关技术的基本情况和车型间差异性,以及历年的变化情况。4.1 节能性分析赛事在 7 月高温酷暑下开展,全程试验开启空调调整车内前、中、后温度至 26 2,各米组车型百公里耗电量较往届增加明显,反映了车辆的季节适应性5。810 m 组、1011 m 组、1112 m 组百公里电耗平均值见表 3,较往届最高值分别高出 16.1%、22.9%、0.2%。百公里电耗最大值/最小值见表 3,组内车辆耗电量差距变大,1011 m 组为 3.84,表明节能技术差距在扩大。表 3 百公里电耗平均值(kW h)与最大值/最小值年份57 m810 m1011 m1112 m平均值2018 年87.91100.21 2019 年56.9765.6674.04 2020 年48.0761.4572.87 2023 年56.8666.13108.03100.37最大值/最小值2018 年1.541.73 2019 年1.421.711.82 2020 年1.401.651.43 2023 年1.451.753.842.054.2 续驶里程分析各米组动力电池储电量平均值较往届最高值变化不明显(在2%以内),因百公里电耗增加,810 m组、1011 m 组、1112 m 组 CHTC-B 工况推算续驶里程分别较上一届下降了 9.2%、29.0%、22.1%,具体数据见表 4。推算续驶里程最大值/最小值见表 4,1011 m 组差距变大。4.3 动力性分析爬坡时间平均值见表 5,各米组爬坡时间整体上略有增加。爬坡时间最大值/最小值见表 5,810 m组差距较大。加速时间平均值见表 6,整体上各米组加速时间呈降低趋势。1011 m 组加速性能近年来持续提升,加速时间整体降低了 24.1%。加速时间最大值/最小值见表 6。表 4 推算续驶里程平均值(km)与最大值/最小值年份57 m810 m1011 m1112 m平均值2018 年258.82296.61 2019 年318.59434.20454.98 2020 年313.05479.56463.05 2023 年182.40284.00340.30360.50 最大值/最小值2018 年2.713.12 2019 年2.572.311.82 2020 年2.012.541.48 2023 年2.452.025.261.98 表 5 爬坡时间平均值(s)与最大值/最小值年份57 m810 m1011 m1112 m平均值2018 年8.398.90 2019 年7.157.477.48 2020 年7.527.867.78 2023 年8.49.298.648.52最大值/最小值2018 年1.361.78 2019 年1.251.221.26 2020 年1.281.261.37 2023 年1.281.681.411.28表 6 加速时间平均值(s)与最大值/最小值年份57 m810 m1011 m1112 m平均值2018 年10.9011.05 2019 年10.6210.0611.65 2020 年9.969.378.53 2023 年8.7810.188.288.88最大值/最小值2018 年2.191.78 2019 年2.542.412.64 2020 年2.232.041.55 2023 年1.092.541.952.374.4 舒适性分析4.4.1 匀速行驶噪声1)匀速行驶驾驶员耳旁噪声平均值见表 7,1011 m 组较上一届降低了 1.9%,最大值/最小值见表 7。63客 车 技 术 与 研 究 2023 年 10 月表 7 匀速行驶驾驶员耳旁噪声平均值(dB(A)与最大值/最小值年份57 m810 m1011 m1112 m平均值2018 年66.1265.17 2019 年67.7465.5664.92 2020 年66.4766.4365.09 2023 年68.768.265.265.45最大值/最小值2018 年1.131.09 2019 年1.031.081.12 2020 年1.071.121.10 2023 年1.091.091.141.142)匀速行驶后桥上方噪声平均值见表 8,1011 m、1112 m 组后桥上方匀速噪声降低趋势明显,较首届分别降低了 5.0%、8.9%。后桥上方噪声最大值/最小值见表 8。表 8 匀速行驶后桥上方噪声平均值(dB(A)与最大值/最小值年份57 m810 m1011 m1112 m平均值2018 年67.8969.25 2019 年69.9466.4667.47 2020 年67.3266.0465.44 2023 年67.769.564.563.08最大值/最小值2018 年1.141.08 2019 年1.131.131.19 2020 年1.151.191.15 2023 年1.091.161.161.114.4.2 加速行驶噪声1)加速行驶驾驶员耳旁噪声平均值见表 9,1011 m 组驾驶员耳旁加速噪声降低了 3.6%。驾驶员耳旁噪声最大值/最小值见表 9。表 9 加速行驶驾驶员耳旁噪声平均值(dB(A)与最大值/最小值年份57 m810 m1011 m1112 m平均值2020 年70.1868.6866.74 2023 年70.369.766.267.89最大值/最小值2020 年1.141.171.13 2023 年1.121.151.151.24 2)加速行驶后桥上方噪声平均值见表 10,810 m 组降低了 4.8%。后桥上方噪声最大值/最小值见表 10。表 10 加速行驶后桥上方噪声平均值(dB(A)与最大值/最小值年份57 m810 m1011 m1112 m平均值2020 年74.0671.9870.78 2023 年71.870.57173.88最大值/最小值2020 年1.211.171.14 2023 年1.151.221.341.254.4.3 平顺性1)随机输入平顺性平均值见表 11,各米组随机输入平顺性改善趋势明显,较上一届提升了 22.2%37.9%。随机输入平顺性最大值/最小值见表 11,2023 年 810 m、1011 m 组内部差距减小。表 11 随机输入平顺性平均值(m/s2)与最大值/最小值年份57 m810 m1011 m1112 m平均值2019 年0.1470.1060.094 2020 年0.1350.1160.107 2023 年0.0980.1050.0720.08最大值/最小值2019 年7.923.591.662020 年2.021.951.802023 年2.482.821.772.262)30 km/h 脉冲输入平顺性为 2023 年新增测评项目。57 m、810 m、1011 m、1112 m 组脉冲输入平顺性平均值分别为 9.77 m/s2、9.26 m/s2、10.13 m/s2、10.54 m/s2,组内最大值/最小值分别为 2.03、2.17、4.94、2.6。脉冲输入平顺性 810 m 组表现较好。4.5 EMC 分析匀速和加速行驶低频磁场发射强度最小裕量(简称“裕量”)为 2023 年新增测评项目。4.5.1 匀速行驶裕量1)57 m、810 m、1011 m、1112 m 组驾驶员处匀速行驶裕量平均值分别为 38.94 dB、38.38 dB、47.02 dB、42.82 dB,组内最大值/最小值分别为1.16、1.83、1.08、1.43。73 第 5 期 赵永刚,尚志诚,张 超,等:基于 2023 EB-PAC 的新能源公交车性能评价与结果解析2)57 m、810 m、1011 m、1112 m 组后排座椅处匀速行驶裕量平均值分别为 35.93 dB、34.85 dB、34.70 dB、38.59 dB,组内最大值/最小值分别为2.04、2.33、1.96、1.57。可见,驾驶员处表现优于后排座椅处,驾驶员处810 m 组较好,而后排座椅处 1112 m 组较好,810 m 组内差距较大。4.5.2 加速行驶裕量1)57 m、810 m、1011 m、1112 m 组驾驶员处加速行驶裕量平均值分别为 35.11 dB、38.43 dB、46.14 dB、39.87 dB,组内最大值/最小值分别为1.41、1.84、1.1、1.28。2)57 m、810 m、1011 m、1112 m 组后排座椅处加速行驶裕量平均值分别为 16.48 dB、26.28 dB、27.81 dB、28.03 dB,组内最大值/最小值分别为15.17、3.47、4.48、3.51。可见,驾驶员处加速行驶裕量优于后排座椅处,57 m 组后排座椅处最大值/最小值为 15.17,表明组内车型车尾部的电磁防护技术水平差距较大。4.6 相关建议1)提高能量管理的季节适应性水平。根据使用需求,对不同温度、环境、使用工况等开展研究,包括降低行驶阻力、制动能量回馈、提高动力系统效率、降低附件的能耗、提升整车能量管理智能化控制水平等。2)结合电动汽车特点,除了关注整车相关性能外,还需进一步关注与乘客体验密切相关的车内附件、座椅、空调等在各工况下的品质表现,缩小电磁兼容技术差距,提升车辆的综合性能和乘客体验。5 结束语发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。自 2018 年首届 EB-PAC 举办以来,我国新能源汽车由弱到强,进入加速发展的新阶段。通过分析各届 EB-PAC 的能耗水平、续驶里程、动力性、舒适性和 EMC 等测试结果,可从新能源公交车的角度反映出我国新能源汽车技术的发展。后续 EB-PAC 将根据新能源汽车技术的发展情况和趋势,动态优化相关评价规则和项目,引领我国新能源公交车高质量发展。参考文献:1 叶磊,李成,白崤,等.纯电动公交车测评体系简介J.客车技术与研究,2020,42(4):57-59.2 叶磊,彭冲,张涛,等.基于 EB-PAC 的纯电动城市客车性能水平分析J.客车技术与研究,2020,42(5):52-53.3 马琦媛,杨超.基于 EB-PAC 的纯电动公交车测试结果对比分析J.客车技术与研究,2022,44(6):56-60.4 中华人民共和国工业和信息化部.中国汽车行驶工况 第 2部分:重型商用车辆:GB/T 38146.22019S.北京:中国标准出版社,2019:3-4.5 刘鹏,李成,崔丁松,等.纯电动城市客车实际能耗及影响因素大数据分析J.客车技术与研究,2022,44(1):56-59.83客 车 技 术 与 研 究 2023 年 10 月