增程式乘用車轉商用車發電策略優化

摘要：闡述了增程式乘用車轉商用車在現階段法規情況下面臨的工況燃油耗問題。經過測試分析，發現原因為在商用車執行的新歐洲行駛循環（NEDC）工況下，車速相比乘用車執行的全球統一輕型車輛測試循環（WLTC）工況更低；在應用車速限制功率策略的情況下，增程器低效率點占比更大，導致工況的平均燃油耗升高。為此，可通過提升車速限制的發電功率，實現降低商用車執行NEDC 工況的燃油耗。

關鍵詞：乘用車；商用車；試驗工況；燃油耗；車速限制功率

0 前言

新能源商用車市場在近年來取得了快速發展，成為全球汽車產業的重要趨勢之一，其主要體現在市場規模不斷擴大、技術水平不斷提高、政策支持力度加大、業鏈協同效應顯現、智能化和網聯化趨勢加速。隨著政策支持和消費者對新能源汽車的認知度不斷提高，新能源商用車市場的規模不斷擴大。據統計，2023 年全球新能源商用車銷量超過64 萬輛，同比增長30%。中國作為全球最大的新能源汽車市場，其新能源商用車銷量也呈現出快速增長的趨勢。新能源商用車在電池技術、充電技術、電機技術等技術方面取得了顯著進步，其中：電池技術的進步提高了新能源商用車的續航里程和安全性；充電技術的提升則縮短了充電時間，提高了使用便利性；電機技術的進步則有助于提高新能源商用車的性能和效率。各國政府對新能源商用車產業的支持力度不斷加大，通過提供補貼、稅收優惠等政策措施，鼓勵企業投入新能源汽車的研發和生產。新能源商用車產業鏈的協同效應逐漸顯現，從原材料供應、零部件制造、整車生產到銷售和服務等環節形成完整的產業鏈條。這種協同效應有助于提高整個產業的經濟效益和競爭力。隨著智能化和網聯化技術的不斷發展，新能源商用車也呈現出智能化和網聯化的趨勢。智能化的新能源汽車能夠提高駕駛安全性和便利性，而網聯化的新能源汽車則可以通過互聯網技術實現車與車、車與基礎設施之間的信息交互，提高交通效率。

很多車企在具備新能源乘用車技術能力后，開始進軍新能源商用車。乘用車對噪聲-振動-聲振粗糙度（NVH）性能的要求比較高，一般采用根據車速來限制發電功率的策略。該策略總體上來說，車速越低，發動機的轉速越小，發電功率越低［1］。由于商用車與乘用車的試驗工況并不一致，日常行車的工況也不一致，所以需要針對商用車行車工況特點來進行發電策略的優化工作。

1 商用車直接采用乘用車發電策略

某款新能源商用車直接采用乘用車的發電策略，即根據車速來進行發電功率限制的策略，進行商用車的能耗循環—— 新歐洲行駛循環（NEDC）測試，結果見表1。

從表1 可以看出：整個測試的油電轉化率較低，只有2.59 kW·h/L，導致整個NEDC 試驗工況的電量平衡百公里燃油耗偏高，達到了5.71 L。將NEDC 試驗工況中增程器的發電扭矩及轉速映射到發動機的萬有特性圖中，得到商用車直接采用乘用車發電策略的工況分布如圖1 所示。

商用車能耗測試工況為NEDC 工況，而乘用車能耗測試工況為全球統一輕型車輛測試循環（WLTC）工況，兩者工況條件不一致。NEDC 工況分為市區工況和郊區工況，總時長1 180 s；WLTC 工況分為低速段、中速段、高速段、超高速段4 個部分。NEDC 和WLTC 全時域全工況的速度對比如圖2 所示。

從圖2 可以看出，NEDC 工況整體速度比WLTC 工況的要低。受車速限功率策略的影響，有較多工況點運行在燃油耗較高的低效率區，所以導致NEDC 工況的燃油耗偏高［2］。

2 策略優化方案

針對商用車直接采用乘用車發電策略后，有較多運行點處于燃油耗較高的低效率區，導致燃油耗偏高問題，以乘用車發電功率為基準進行優化，即在此基礎上將發電功率增加4 kW，然后重新進行NEDC 測試，其結果見表2。

從表2 可以看出，增加4 kW 發電功率后，油電轉化率上升到了2.78 kW·h/L，在試驗整車凈電耗有所上升的情況下，試驗的電量平衡百公里燃油耗依然下降到了5.36 L。將NEDC 工況中增程器的發電扭矩及轉速映射到發動機的萬有特性圖中，與直接應用乘用車策略的工況分布進行對比，結果如圖3 所示。

從圖3 可以看出，增加了4 kW 的發電功率后，工況運行點更靠近經濟區，而且減少了在燃油耗較高的低效率區的運行。對工況運行點在各個燃油耗區域進行統計，得到策略優化前后工況點在各個燃油耗區域分布占比，結果見表3。

從表3 可以看出：230 g/（kW·h）以下的經濟區運行工況點占比從43.44% 上升到了69.95%，這是整體燃油耗下降的關鍵原因；300 g/（kW·h）以上的高燃油耗非經濟區運行工況點占比有一定程度的下降，因此有利于優化發電策略后的NEDC 工況燃油耗的下降。

按照此思路，仍以乘用車發電功率為基準，繼續嘗試增加其他發電功率的優化策略，結果見表4。從表4 可以看出：從直接采用乘用車策略到采用乘用車策略+4 kW，電量平衡的百公里燃油耗逐漸降低；但繼續增加發電功率，即從采用乘用車策略+4 kW 到采用乘用車策略+8 kW，電量平衡的百公里燃油耗反而逐漸增加。由此可以看出，電量平衡的百公里燃油耗在采用乘用車策略+4 kW 處形成了拐點，因此該商用車車型最佳的發電功率為在乘用車發電功率的基礎上增加4 kW。

3 結語

因為有車速限制發電功率的邏輯，乘用車的發電控制策略不適合直接應用到商用車上，否則商用車在運行NEDC 工況時，燃油耗將會有所增加。因此，需要根據實際的發動機萬有特性，對商用車的發電策略進行優化，以達到最佳的燃油經濟性能。

參考文獻

［ 1 ］ 馬崇銀. 適用于混合動力汽車的增程器控制

策略[J]. 汽車與新動力，2023，6（2）：62-65.

［ 2 ］ 郭千里，趙冬昶，陳平，等.WLTC 與NEDC 比

較及對汽車油耗的影響淺析[J]. 汽車工程學

報，2017，7（3）：196-204.