問題18 如何計算電動汽車的燃料經濟性？

純電動汽車和混合動力汽車的燃料經濟性計算有所不同，下面分別進行討論。

1．純電動汽車

純電動汽車的燃料經濟性是指在動力蓄電池完全充電狀態下，以一定的行駛工況能連續行駛的最大距離，單位為km。燃料經濟性有能量消耗率、比能量消耗率和能量經濟性三個指標。

①能量消耗率。電動汽車經過規定的試驗循環后對動力蓄電池重新充電至試驗前的容量，從電網上得到的電能除以行駛里程所得到的數值，單位為W·h/km。

②比能量消耗率。電動汽車能量消耗率與整車質量的比值，單位為W·h/（km·t）。

③能量經濟性。電動汽車以各種預定行駛規范達到的續駛里程與蓄電池再充電恢復到原有的充電狀態所需要的交流電能量之比，單位為km/（kW·h）。

對于純電動汽車，在等速行駛時其功率需求為：

式中，P_B為電動汽車行駛需求總功率（kW）；P_Σ（v）為車輛行駛驅動功率；η_m（n_m，P_m）為電機驅動系統效率；η_t為傳動系統效率。

其能量消耗為：

式中，E_B為能量消耗（W·h）；U_B（P_B）為驅動系統母線電壓；I_B（P_B）為驅動系統母線電流。

其續駛里程為：

對于按照某一工況行駛的純電動汽車，其續駛里程為

其功率需求和能量消耗同樣可以按照式（2-1）和式（2-2）計算。

在上述公式的基礎上可以進行能量消耗率、比能量消耗率和能量經濟性的計算，但是在計算時，還需要考慮充電效率η_cha。

2．混合動力汽車

對于混合動力汽車，車輛行駛的能量不僅來自于動力電池組，還消耗了車載燃料，因此其燃料經濟性的評價需要考慮兩個方面：燃料消耗量和外界輸入電量。為統一標準，采用百公里運行成本評價，即：

式中，C_hev為混合動力汽車百公里運行成本（元/100km）；C_fuel為燃油價格（元/L）；C_elect為工業用電價格[元/（kW·h）]；Q_s為百公里燃油消耗率；E_Grid為電池組百公里電網充電電量均值[kW·h/（100km）]。

單位里程的能耗e（kW/km）在某些文獻中被稱為電動汽車的效率。在另外一些文獻中，將電動汽車能量經濟性定義為電動汽車以各種預定行駛規范達到的續駛里程，與蓄電池再充電恢復到原充電狀態所需要的交流電能量之比，即：

設電動汽車行駛時單位里程能耗為e，電動汽車總質量為M，電動汽車行駛的比能耗為e₀，則有

設電動汽車上動力蓄電池組充滿電的總能量為E，則電動汽車的續駛里程為：

實際情況并不像計算的那樣簡單，由于空氣阻力消耗的能量與質量無關，同時蓄電池存在放電效率、放電深度、放電電流不同的問題，還有自放電問題（有的蓄電池每天自放電率甚至高達10%以上），均影響動力蓄電池組的輸出總能量。另外，行駛規范的差別等因素都將影響電動汽車的續駛里程，因此，式（2-8）為電動汽車續駛里程的近似估算。