日本三菱汽車i-MiEV是一款外觀風(fēng)格獨(dú)特，易于駕駛操控網(wǎng)絡(luò)化的電動(dòng)汽車。

去年，在歐洲進(jìn)行的NCAP碰撞測(cè)試測(cè)試，其獲得了四星的安全等級(jí)評(píng)價(jià)。除此之外，7輛i-MiEV歷時(shí)14個(gè)月，累計(jì)行程50000多公里的解析試驗(yàn)報(bào)告，同樣也給我們帶來許多啟示和值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

值得注意的是，i-MiEV是一款以在全球大規(guī)模普及為目標(biāo)的電動(dòng)汽車，為了打開日本以外地區(qū)的銷售市場，其在基于本國實(shí)測(cè)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又根據(jù)海外各種應(yīng)用環(huán)境及用戶需求，利用數(shù)據(jù)收集和信息處理系統(tǒng)，分析并取得了i-MiEV與當(dāng)?shù)厥袌黾嫒菪缘倪m銷性、安全性、實(shí)用性數(shù)據(jù)。

這完全不同于為了滿足市場準(zhǔn)入條件所進(jìn)行的各類認(rèn)證。

本文著重介紹i-MiEV在海外所進(jìn)行的解析試驗(yàn)項(xiàng)目及其試驗(yàn)結(jié)果，在了解、對(duì)比的基礎(chǔ)上，或許能給我們帶來更有價(jià)值的思考。

解析試驗(yàn)的目的

作為抑制全球氣候變暖化的對(duì)策，各個(gè)國家都把節(jié)能、低碳、減排作為改善環(huán)境的重要課題。

其中，電動(dòng)汽車以最能夠減少環(huán)境負(fù)荷而受到重視并為世人期待。在普及電動(dòng)汽車過程中，結(jié)合車輛技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施完善，以及構(gòu)筑推廣體制等都是十分重要的。

i-MiEV作為世界上最早量產(chǎn)的電動(dòng)汽車上市，在面向本國的開發(fā)環(huán)節(jié)中，已經(jīng)從大量實(shí)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果中，得到了實(shí)用性很高結(jié)果并進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn)，使市場影響力及用戶的信賴性得以大幅提升。

為了提升產(chǎn)品在全球市場適銷性及可靠性，在北美、歐洲等有代表性的地區(qū)所進(jìn)行的解析性實(shí)測(cè)試驗(yàn)。在檢驗(yàn)產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上，也掌握了有關(guān)國家電力供應(yīng)狀況、充電設(shè)施建設(shè)及其所帶來的影響等。

解析試驗(yàn)概要

早在i-MiEV的開發(fā)過程中的2006～2008年，三菱汽車就與日本電力公司共同通過實(shí)測(cè)試驗(yàn)，解析了i-MiEV實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下的續(xù)駛能力、動(dòng)力性能、充電性能和各種環(huán)境下的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性。從中獲得了針對(duì)市場和用戶需求存在的問題，通過信息管理系統(tǒng)的早期反饋和處理，使之完善并滿足了日本規(guī)范與使用要求。

為了把電動(dòng)汽車順利推廣到海外，從2008年9月開始，i-MiEV又在日本以外地區(qū)，與有關(guān)國家電力公司協(xié)作，進(jìn)行了與在日本同樣的解析性實(shí)測(cè)試驗(yàn)。其中，在歐洲挪威實(shí)施了高寒地區(qū)實(shí)驗(yàn)，考驗(yàn)了產(chǎn)品在高寒冷地區(qū)的可靠性，并對(duì)當(dāng)?shù)厥袌龅募嫒菪赃M(jìn)行了評(píng)價(jià)。

為了調(diào)查用戶對(duì)產(chǎn)品的可接受程度、理解程度并提升知名度，在實(shí)測(cè)試驗(yàn)過程中還實(shí)施了試乘試駕;采用數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，對(duì)于交通狀況、使用環(huán)境以及應(yīng)用狀態(tài)做了調(diào)查。

i-MiEV在北美的3個(gè)試點(diǎn)是：北美1阿哈伯、北美2舊金山、北美3洛杉磯。在歐洲測(cè)試的車輛則以德國為中心，環(huán)繞歐洲各國主要都市來收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，主要是挪威、荷蘭、法國、德國、摩納哥、瑞士6國。

數(shù)據(jù)收集由車上常設(shè)的數(shù)據(jù)收集裝置來進(jìn)行(圖1)。從車輛系統(tǒng)啟動(dòng)(動(dòng)力開關(guān)為ON或者充電開始)到車輛系統(tǒng)停止(動(dòng)力開關(guān)為OFF或者充電結(jié)束)為一個(gè)數(shù)據(jù)采集測(cè)量循環(huán)，亦即：短行程記錄(英文：trip)，從中獲得包括車速、電流等CAN縱線數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)。

把獲得的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器后，分別以車為單位進(jìn)行分類匯總和統(tǒng)計(jì)分析，。由設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和解析工作。在日本的試驗(yàn)的數(shù)據(jù)是通過通信網(wǎng)絡(luò)上傳到服務(wù)器的，但是在海外的地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，許多數(shù)據(jù)是通過人工傳送來完成的。

圖1-數(shù)據(jù)收集與分析系統(tǒng)

一次充電可續(xù)駛里程

作為比較日本和海外行駛狀況的指標(biāo)，用每次充滿電后直到放電結(jié)束的一次充電可續(xù)駛里程，是各個(gè)短行程(trip)單位消費(fèi)電量及其所對(duì)應(yīng)的行駛里程(km/kWh)與電池容量(kWh)的乘積。

以此作為一次充電可續(xù)駛里程的評(píng)價(jià)，并從影響續(xù)駛里程的因素角度，來分析在海外地區(qū)的使用狀況。

(1)平均車速的影響

圖2~圖5為每次充電可續(xù)航里程試驗(yàn)trip的平均車速和可行駛里程的關(guān)系。圖中藍(lán)色虛線包圍的范圍,是在日本實(shí)測(cè)試驗(yàn)得到的可續(xù)駛里程數(shù)據(jù)分布。各個(gè)地區(qū)實(shí)測(cè)的可行駛里程在0～90km/h范圍中，平均時(shí)速30~40km是高峰。

與在日本實(shí)測(cè)試驗(yàn)的、平均車速60km/h以下無論哪個(gè)地區(qū)都有類似分布相比較，推測(cè)出海外各個(gè)地區(qū)的市區(qū)(限速45mile/h大約72km/h)和日本市區(qū)的使用環(huán)境比較接近。

圖2--實(shí)測(cè)北美1地區(qū)平均車速與續(xù)駛里程的關(guān)系北美1地區(qū)

圖3-實(shí)測(cè)北美2地區(qū)平均車速與續(xù)駛里程的關(guān)系北美1地區(qū)

圖4-實(shí)測(cè)北美1地區(qū)平均車速與續(xù)駛里程的關(guān)系北美1地區(qū)

圖5-實(shí)測(cè)歐洲地區(qū)平均車速與續(xù)駛里程的關(guān)系

與日本地區(qū)所不同的是，在平均車速超過60km/h的高速區(qū)間的行駛頻度較高。這是因?yàn)榕c日本相比，北美和歐洲郊外以及高速公路的限速值較高，或者與一部分高速路不征收通行費(fèi)有關(guān)。

測(cè)試不同交通狀況下可續(xù)駛里程的變化結(jié)果為：郊外的可續(xù)駛里程最長;其次是郊外加高速公路;再其次是市區(qū)道路;續(xù)駛里程最短的則是高速公路(圖6)。

影響可續(xù)駛里程的原因包括使用電力和起步停車的頻繁程度。通常，起步停車頻率增加以及行駛中使用電量增加，都會(huì)直接使可續(xù)駛里程縮短。

圖6-北美1地區(qū)平均車速與起步次數(shù)、停車時(shí)間的比例

行駛中的電力消耗則直接與車速有關(guān)，平均車速提高的同時(shí)，行駛電力消耗也會(huì)相應(yīng)增加。

與起步停車頻度較高的市區(qū)行駛工況相比，高速公路上行駛可續(xù)駛里程更短。原因是，高速行駛時(shí)使用的電力比頻繁起步停車所消耗的電力更大。試驗(yàn)表明，平均車速在30~40km/h附近，是可續(xù)駛里程的高峰?？磥恚衫m(xù)駛里程長短，主要受到行駛工況和環(huán)境的影響。

(2)空調(diào)消費(fèi)電力的影響

空調(diào)消費(fèi)電力與環(huán)境氣溫的變化有直接關(guān)系，基本測(cè)試結(jié)果為：全年平均可續(xù)航里程除北美3和歐洲寒冷地區(qū)以外幾乎相同(圖7)。

圖7-各地區(qū)平均可續(xù)航里程

在歐洲寒冷地域試驗(yàn)表明，其平均可續(xù)航里程與歐洲其他地區(qū)相比約縮短了30%。寒冷地區(qū)試驗(yàn)的的平均氣溫為-8°C，其空調(diào)消費(fèi)電量的比值(空調(diào)電量/總電量)約為35%，比歐洲非寒冷地區(qū)的空調(diào)消費(fèi)電量大約增加了30%(圖8)。

圖8-各地區(qū)空調(diào)消耗電力比例

從圖9表示的空調(diào)消費(fèi)電量百分比與可續(xù)航里程的關(guān)系來看，其影響非同一般。在寒冷地區(qū)，空調(diào)使用對(duì)可續(xù)航里程的影響很大，其變動(dòng)幅度所占的比例很大。同時(shí)也驗(yàn)證了海外寒冷地區(qū)的空調(diào)消費(fèi)電量的百分比，和日本的寒冷地區(qū)(平均車速也大致相同)相比沒有太大差別。

圖9-空調(diào)消耗電力詳細(xì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

北美3和其他地區(qū)相比可續(xù)航距離要長一些(圖7)，原因是北美3地區(qū)全年氣候溫暖，空調(diào)消費(fèi)電量所占百分比較低(圖8)。原因是郊外和高速公路行駛的平均車速頻度均集中在30~40km/h區(qū)間，并且最高車速也不是很高(圖10)。

圖10-北美2地區(qū)平均車速與與最高車速的比例關(guān)系

北美3和北美2相比較，由于均與加利福尼亞州氣候也相同，空調(diào)的消費(fèi)電量百分比也基本相當(dāng)。但是，北美2與北美3相比，在高速區(qū)域的行駛機(jī)會(huì)更多，平均車速60km/h以上的頻度百分比高，并且最高速度110~120km/h的頻度甚至超過30%。正因如此，北美2的全年平均可續(xù)航距離比北美2相比要短(圖10、圖11)。

圖11-北美3地區(qū)平均車速與與最高車速的比例關(guān)系

前面所述平均車速會(huì)影響可續(xù)航距離，這里需要作補(bǔ)充說明的是：即使平均車速相同，車速頻度的百分比也會(huì)影響可續(xù)航里程。三菱汽車公司認(rèn)為，在進(jìn)行海外市場擴(kuò)張時(shí)，需要根據(jù)用戶通常使用車速的不同，而針對(duì)各個(gè)地區(qū)的需求制定相應(yīng)的對(duì)策。

圖15~圖18為全年各個(gè)地區(qū)的月平均可持續(xù)行駛里程、平均氣溫以及總消費(fèi)電量，包括行駛部分、空調(diào)部分的消費(fèi)電量的百分比。對(duì)于北美以及歐洲地區(qū)，會(huì)隨著進(jìn)入冬季后供暖裝置使用后電量百分比增加，同時(shí)可續(xù)航里程減少。

圖15-歐洲分月份測(cè)試的續(xù)航里程

圖16-北美短行程與一次充電行駛里程的比例關(guān)系

圖17-歐洲短行程與一次充電行駛里程的比例關(guān)系

圖18-在美國阿哈伯市區(qū)進(jìn)行的動(dòng)力性試驗(yàn)

以北美1為例，與空調(diào)(包括采暖)使用比較少的4月相比，平均氣溫0°C附近的2月份，其可續(xù)航里程減少了近50%，空調(diào)使用電量百分比超過3%。

另一方面，北美2和北美3，即使是在1月以后平均氣溫也在10°C以上，空調(diào)使用電量百分比在5%以下，可續(xù)航里程的數(shù)值變動(dòng)不大。因此，全年可續(xù)航距離的變動(dòng)的另一個(gè)主要原因是空調(diào)的設(shè)定。為了控制可續(xù)航里程的變動(dòng)，高效、節(jié)電型空調(diào)也是電動(dòng)車發(fā)展的一個(gè)重要課題。

(3)短行程與1次充電續(xù)駛里程

北美1及歐洲的1trip行駛距離與一次充電行駛距離(充電后到下次充電為止)之比的頻度如圖19、圖20所示。在該頻度的百分比中，行程50km以內(nèi)在北美1地區(qū)幾乎是100%;在歐洲地區(qū)也超過90%。在日本，超過20km的利用情況不足10%;而日本以外地區(qū)，超過20km的利用情況可達(dá)30%。由此可以看出，日本與海外地區(qū)的使用環(huán)境有所不同。

圖19-在美國阿哈伯進(jìn)行的高速路動(dòng)力性試驗(yàn)

圖20-在摩納哥城區(qū)進(jìn)行的動(dòng)力性-試驗(yàn)

一次充電行走距離的頻度百分比中，北美1的地區(qū)40km以上的頻度高，包括測(cè)試實(shí)驗(yàn)用途在內(nèi)，一次充電可續(xù)航距離在試驗(yàn)中出現(xiàn)達(dá)到90km以上的數(shù)據(jù)。還有，30~40km和50~60km中各自都有高峰值。這是因?yàn)楸泵?地區(qū)中實(shí)施的是通勤測(cè)試，單程行駛20~40km并于一個(gè)往返行駛后進(jìn)行充電。由于在80km以內(nèi)的充電占整體的80%以上，對(duì)于可續(xù)航距離實(shí)施了留有余地的運(yùn)作，作為通勤用車來說可以充分發(fā)揮起作用。

在歐洲地區(qū)，60km以內(nèi)的使用頻度高，與北美1地區(qū)同樣出現(xiàn)達(dá)到90km以上的數(shù)據(jù)。在該地區(qū)的試驗(yàn)用途以外也有P、R擋使用機(jī)會(huì)。從短距離行駛后進(jìn)行充電保持滿電量的狀態(tài)的使用形態(tài)來看，一次充電行駛里程的數(shù)據(jù)集中在比較低的領(lǐng)域，60km以內(nèi)充電占了90%。與北美1一樣，可續(xù)航距離有充分的發(fā)揮余地。

以上是北美1的通勤監(jiān)測(cè)和歐洲各個(gè)城市的交通狀況和使用實(shí)況的調(diào)查結(jié)果。從結(jié)果來看，可以預(yù)測(cè)對(duì)于可續(xù)航距離在城市圈近郊的行駛可以充分發(fā)揮作用。

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動(dòng)力性能測(cè)試

在日本進(jìn)行的實(shí)測(cè)試驗(yàn)中，有十分充裕的動(dòng)力輸出,其性能表現(xiàn)可以達(dá)到要求并獲得較高評(píng)價(jià)。因?yàn)榭紤]到與日本相比，其他地區(qū)高速且長時(shí)間的行駛頻度高(圖5~圖8)，所以有必要對(duì)海外地區(qū)使用情況下的動(dòng)力性能表現(xiàn)加以確認(rèn)。

圖21~圖26中，表示了行駛中的車速與電機(jī)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。在美國市區(qū)(圖21)，車速達(dá)到60km/h附近,同時(shí)要求最高輸出轉(zhuǎn)矩高達(dá)滿負(fù)荷的80%;其他的國家地區(qū)則要求最高轉(zhuǎn)矩輸出停留在30km/h車速附近(圖23、圖24)。

圖21-在法國巴黎城區(qū)進(jìn)行的動(dòng)力性試驗(yàn)

圖22-在挪威進(jìn)行的市區(qū)+高速寒冷地區(qū)動(dòng)力性試驗(yàn)

圖23-在挪威寒冷山區(qū)進(jìn)行的動(dòng)力性試驗(yàn)

圖24-北美平均輸入電壓頻度200V

在坡道很多的摩納哥，從高速路的行駛來看，頻度雖然不高但是也有最大功率輸出要求。根據(jù)推測(cè)這是在交融與超車等等需要最高動(dòng)力輸出時(shí)發(fā)生的。在高速路的巡航大約也需要高出普通路況30%左右的動(dòng)力，以確保高速公路的行駛中的動(dòng)力需求。

在寒冷地區(qū)的實(shí)驗(yàn)中，行駛在挪威的利勒哈默爾的山地以及奧斯陸市區(qū)的扭矩要求較低(圖25、圖26)。這是因?yàn)樵诒缆飞闲旭倳r(shí)有較低的車速限，也沒有急速加速等工況需求。

圖25-北美平均輸入電壓頻度100V

圖26-歐洲平均電壓頻度200V

充電性能測(cè)試

海外壞境的供電電壓情況(圖27 )為：歐洲220~230V，北美110V(高電壓一般為208~240V)。實(shí)際充電中的平均輸入電壓為北美210V和240V附近的兩個(gè)高峰值，根據(jù)地域和設(shè)施的不同而有所區(qū)別(如圖27)。歐洲以220~230V為主并在200~240V范圍廣闊分布，根據(jù)國家或地域的不同供給的電壓有一定差異。

圖27-北美充電時(shí)間200V

充電時(shí)間上200V大約8小時(shí)以內(nèi)，100V大約14小時(shí)以內(nèi)充滿。車載充電器的輸入電壓設(shè)計(jì)都能滿足上述電壓浮動(dòng)范圍，無論是在性能上還是實(shí)用性上都不存在問題。用100V和200V電壓充電，在幾乎完全放電狀態(tài)開始充電，均分別在14小時(shí)和8小時(shí)以內(nèi)完成電量充滿。

解析研究總結(jié)

通過三菱i-MiEV在日本及其他海外地區(qū)的實(shí)測(cè)試驗(yàn)報(bào)告，我們從中可以得到以下值得借鑒的研究成果。

(1)電動(dòng)汽車除了按定型試驗(yàn)要求進(jìn)行場地或臺(tái)架試驗(yàn)之外，還應(yīng)對(duì)車輛進(jìn)行不同使用環(huán)境下的實(shí)地測(cè)試試驗(yàn)。而且，這種測(cè)試試驗(yàn)不僅要在本國各地進(jìn)行，還應(yīng)有針對(duì)性地在海外進(jìn)行。

(2)為了抑制因空調(diào)的使用而大幅削減可續(xù)駛里程，通過空調(diào)系統(tǒng)高效、省電等對(duì)策來減少電量使用量成為今后的重要課題。

(3)短行程行駛里程和一次充電續(xù)駛里程對(duì)市區(qū)通勤用途來說有，具有十分大的可利用空間。

(4)中低速區(qū)域的可續(xù)駛里程日本與海外測(cè)試地區(qū)基本相同。

(5)在海外，高速公路上行駛機(jī)會(huì)比較多，高速行駛雖然動(dòng)力性能沒有問題，但續(xù)駛里程會(huì)相應(yīng)減少。

(6)車載充電設(shè)施必須適應(yīng)和滿足不同地區(qū)的供電狀況，包括供電電壓的變化幅度和供電環(huán)境等。

(7)所進(jìn)行的實(shí)測(cè)試驗(yàn)項(xiàng)目、方法、過程、結(jié)果和數(shù)據(jù)等，都值得我們研究、分析和參考。

( 編輯/李艷嬌 )

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