续航|比亚迪 | 电动汽车低温续航里程研究( 二 )
式中：Q air为新风负荷；m为车体新风质量；△H为车体内外侧空气焓差 。 车体的新风量将随车内外压差变化而变化 ， 即：
式中：△p为车内外的压差对于冬季行驶的纯电动汽车 ， 为了简化空调模型 ， 本文将主要考虑车体导热符合和新风负荷 。
1.3 行驶阻力变化
车辆行驶过程中 ， 需要克服行驶阻力做功 ， 行驶阻力越大 ， 车辆能耗越高 。 在动力电池电量一定时 ， 车辆续航与行驶阻力成反比 。 在水平路面上行驶时 ， 车辆行驶阻力主要包括空气阻力、滚动阻力、传动系阻力、制动系统拖滞力 。
1.3.1 空气阻力
依据空气动力学原理 ， 在汽车行驶速度范围内 ， 空气阻力的数值通常都与气流相对速度的平方成正比例 ， 可以写为：
式中 ， A为汽车迎风面积 ， 即汽车行驶方向的投影面积；CD为空气阻力系数 ， 与汽车形体的外形相关；ρ为空气密度；vr为车辆与空气的相对速度 。
空气密度与环境温度密切相关 ， 在-20℃的条件下 ， 其空气密度相较于23℃时增加了约16% 。 由式（6）可知在-20℃时 ， 空气阻力将增大16% 。
1.3.2 滚动阻力
式中：FR为处于25℃的滚动阻力 ， FRt为环境温度为t时的滚动阻力；t为环境温度；Kt为系数 ， 对于轿车轮胎 ， Kt取0.008 。
令滚阻温度修正系数：
则有：
将Kt取值代入式（8） ， 可得滚阻温度修正系数与环境温度的关系曲线 ， 如图1所示 。
本文插图
由图1可知 ， 随着环境温度降低 ， 滚阻温度修正系数逐步增大 ， 即滚动阻力随着环境温度的降低而逐步增大；在-20℃的环境温度下 ， 车辆的滚动阻力将增大为25℃下滚动阻力的1.56倍 。
1.3.3 传动系阻力
变速箱的机油温度与周围环境的温度成线性关系：当外部温度降低10℃时 ， 变速箱中机油温度降低8～10℃ 。 而机油温度的变化会对润滑条件产生影响 ， 进而对传动系阻力产生影响 。 为了明确环境温度对变速箱阻力的影响 ， 对某电动车型的变速箱的拖滞阻力进行台架测试 ， 测试结果如图2所示 。
本文插图
图2中3条曲线分别为在60、80、90℃条件下测得的变速箱阻力随变速箱转速变化曲线：随着变速箱温度的降低 ， 变速箱的拖滞阻力逐步增大 ， 而且该增大值在变速箱不同转速下近似为一定值；在60℃～100℃温度范围内 ， 变速箱温度每降低20℃时 ， 该变速箱拖滞阻力增大1～2Nm 。
2 低温续航里程模型构建
对于纯电动汽车 ， 车辆行驶时需克服行驶阻力做功 ， 并提供附件需要的功率 ， 即动力电池的输出功率必须满足汽车行驶过程中的需求功率 。 因此 ， 为了评估电动汽车在给定条件下的低温续航里程 ， 需要对动力电池的充放电特性、空调能耗、低温行驶阻力及续航里程计算进行建模 。
2.1 电池模型构建
由1.1部分可知 ， 动力电池的充放电特性容易受到环境温度的影响 ， 在不同温度条件下其充放电容量和充放电平台电压都有明显变化 ， 在忽略单体电池之间一致性的前提下 ， 认为单体电池经过各种组合方式组合成动力电池包之后 ， 其充放电特性基本不发生变化 ， 因此 ， 可以得到动力电池的充放电等效模型：
本文插图
式中 ， Dt为不同温度下的电池可用电量；γv+为放电平台电压变化系数；γv-为充电平台电压变化系数；γc+为放电容量变化系数；γc-为充电容量变化系数 。
2.2 空调模型构建
由1.2部分分析可知附件能耗主要由空调能耗构成 ， 而空调能耗主要受车体围护结构导热负荷和新风负荷决定 ， 即：
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