研究周报 | 从意见稿的Ekg标准看电动物流车的优化方向

近日，全国道路运输标准化技术委员会发布《电动营运货运车辆选型技术要求（征求意见稿）》，并公开征求意见。上期周报分析了载质量利用系数的影响，详见“研究周报 | 从意见稿的载质量利用系数标准看电动物流车的优化方向”。“意见稿”还同时对电动营运货运车辆的经济性提出了新的要求，在补贴政策的基础之上，对单位载质量能量消耗量（Ekg）加严至0.45Wh/km·kg。

Ekg指标用以衡量纯电物流车有效电能的利用效率，即搭载单位质量的货物所消耗的电量，重点在于突出新能源物流车的功能（载质量）和性能（能量消耗率）比，而不是续驶里程。这项系数标准要求之下，到底有多少比例的纯电动物流车能达标，对今后的产品优化方向又有什么样的影响？本文同样以工信部发布的《2017第11批新能源汽车推广应用车型目录》为例，做一个详细的分类说明。  

1. 淘汰率28%  

对应Ekg指标，该标准意见稿对营运电动货运车辆的续驶里程提出了要求：N1 类车辆按照GB/T 18386 的工况法进行试验，N2、N3 类车辆按照 GB/T 18386 的等速法进行试验，续驶里程应不低于 200km。（N1：最大总质量

第11批公告目录共有纯电动物流车型39款，其中N1类5款，1款里程不达标；N2类26款，1款里程不达标；N3类1款，里程达标。Ekg指标不达标车型总计11款，淘汰率28%。其中电动冷藏车型7款，有4台不达标，是淘汰率最高的车款。

2. 典型案例分析

单位载质量能量消耗量（Ekg），计算公式如下：

Ekg =E/M（单位：Wh/km·kg）

E：表示电能消耗率，试验检测项。按照电动汽车GB/T 18386《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》试验中消耗的电能除以行驶里程所得的值，单位Wh/km。

M：表示附加质量，车辆基本参数。GB/T 18386检测试验中的所需附加质量规定如下： 

最大允许装载质量小于或等于180kg，附加质量=最大允许装载质量；  

最大允许装载质量大于180kg，但小于360kg，附加质量=180kg；  

最大允许装载质量大于或等于360kg，附加质量=1/2最大允许装载质量。  

注：按GB/T 3730.2《道路车辆质量词汇和代码》中定义：最大允许装载质量=最大允许总质量-整车整备质量。

以其中代表性的一款车型，作为计算实例说明，该车型公告参数如下：

（1）E（电能消耗率）：

续驶里程D（km）：取最高325Km（等速法）；

充电电量E：84KWh；

E（电能消耗率）=84KWh/325Km=258.46Wh/Km；

（2）M（附加质量）

最大总质量（kg）：4495；整备质量(kg)：3450；

额定载质量(kg)：1045>360kg

M=1/2最大允许装载质量=1045/2=522.5(Kg)；

（3）Ekg（单位载质量能量消耗量）

Ekg（单位载质量能量消耗量）=E（电能消耗率）/M（附加质量）= 258.46/522.5=0.49>0.45

（4）如何提高：

增加载质量

额定载质量(kg)增加到：1148kg；即整备质量减重104kg；

1/2最大允许装载质量：1148/2=574(Kg)；

Ekg（单位载质量能量消耗量）=E（电能消耗率）/M（附加质量）= 258.46/574=0.45

减少电能消耗量

续驶里程D（km）：提高到358Km；增加33公里；

E（电能消耗率C）=84KWh/358Km=234.6Wh/Km；

Ekg（单位载质量能量消耗量）=E（电能消耗率）/M（附加质量）= 234.6/522.5=0.45

3. 优化方向

可以看出，若使Ekg指标更小，应当通过优化设计和匹配，优化E、M两项指标。

M最大化，对应的是整车轻量化，大容量：通过结构优化和大批量采用轻量化材料，如铝合金、FRP等来有效减轻自身重量，提高最大有效载荷。通过车身的重新布局，采用集成化结构，尽量减小设备占用空间，使得载货空间和有效载荷最大化。 

车辆参数对续行里程的影响如下图所示：

从图中可以看出电池组容量对续驶里程的影响最为明显，其次是传动系传动比、整车质量、滚动阻力系数、空气阻力系数。这主要是因为续驶里程与电池组容量有直接的关系，电池组容量越大，电池组所贮存的电能越多，续驶里程相应延长，但电池组的重量增加，整车的整备质量增加，导致行驶阻力也增加，反过来又影响续驶里程。

降低电能消耗，使E最小化的途径如下：

1）当电池总量一定时,提高系统能量密度，可以减轻自重，提高E值；

2）提高整体传动效率；

3）选用综合效率η更高的电机驱动；

4）选用低阻力轮胎，降低轮胎的滚动阻力系数；

5）对车身进行流线型优化设计和改进，以减小迎风面积、降低迎风阻力系数。